Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作.docx
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Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作
Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作
1：
简介...4
2:
CamExpert简介...4
3:
S2工作在Free—run模式下...7
4:
S2工作在外触发模式下.10
5:
使用固定或可变图像长度.19
1：
简介
本文档主要介绍Dalsa公司的CameraLink采集卡与CameraLink数字相机如何进行配置工作。
以Dalsa的X64－CL采集卡与Dalsa公司的S2线扫描相机为例，详细描述相机的每种工作方式下，硬件，软件应该如何设置，使系统正常工作。
主要包括：
1.CamExpet简介
2.S2在Free-run模式下工作
3.S2在外触发模式下工作
4.S2与编码器同步采集，使用固定或可变图像的区别
2：
CamExpert简介
1.进入CamExpert：
双击桌面上的“CamExpert”图标运行SaperaLT采集配置软件。
2.软件界面介绍：
该软件界面分为5大区域，①为本地采集卡及其端口选择区；②为常用相机配置文件选择区；③为相机参数配置区；④为相机采集显示区；⑤为操作显示区。
下面分别介绍各区域的功能及使用。
3.本地采集卡及其端口选择区：
在①区中显示了所有本地可用的设备，用户可根据需要选则采集卡。
Dalsa的采集卡一
般远离主板的端口为＃1，或CameraLinkBase接口；靠近主板的端口为＃2或
CameraLinkMediumCameraLinkFull接口。
如相机连接采集卡上#1端口则选择
“cameralink#1”；反之贝U选择“cameralink#2”；
如在菜单View中选择VirtualDevices，可看到该软件可支持的所有板卡型号（见下图）。
4.常用相机配置文件选择区：
在②区中显示在①区中所选采集卡能够支持的常用相机配置文件，用户可轻松选择无需
人工输入配置参数。
同时，用户也可在③区中自行输入相机配置参数并存入②区中的User'sConfigurationFile目录下。
5.相机采集显示区：
Grab/Freeze:
连续采集，二次按下停止采集；
Snap：
单帧采集；
Trigger:
模拟外部触发（当相机被设置为外触发模式下时，按下此按钮能够在没有连接外触发源的情况下模拟外触发方式）；
StretchDisplay:
根据当前窗口大小自动调整显示窗口；
ResetDisplayRatio:
调整显示窗口与相机比例为1:
1；
Zoom放大；
Statistics:
直方图及图像信息显示窗口
BayerDecoder（用于Bayer滤波彩色面阵相机）：
Bayer参数设置，按下后弹出参
数设置对话框进行进一步设置
选择Pre-Processing»FlatFieldCorrection»Software进行Bayer滤波，弹出设
置对话框（或选择采集显示区的BayerDecoder快捷键■）
像素排列格式选择：
GBRG/BGGR/RGGB/GRBG根据相机选择）；
转换法则选择：
法则1双线性差值（转换速度快，但易平滑图像边缘）；
法则2:
易保留图像边缘（当图像中含绿色较多时效果最好，否则很易受到噪声信
号干扰）；
法则3:
易保留图像边缘，适用于各类颜色的图像。
丫校正因子：
作用在贝塞尔滤波后。
默认值为1,即不使用丫校正；
丫校正：
可扩展暗电平，降低噪声，匹配相机，获得线性输出。
颜色增益调节（手动白平衡）：
白平衡：
白平衡是对红、绿、蓝三个分量的平衡。
由于光敏元件在不同光照下RGB
三分量的输出是不平衡的，从而会产生图像在色彩上的失真，如偏蓝或偏红，因此
需要白平衡以使相机能反映实际景物真实颜色。
通常相机完成白平衡分为自动、手
动或软件实现。
自动白平衡：
首先在采集显示区选取静态图像中实际颜色为白色的一块区域，之后按下“自动
白平衡”按钮
3:
S2工作在Free—Run模式下
当S2相机工作在Free—Run模式下时，是指相机按照内部的SYNC及PRIN信号工作，默认情况下线扫描速度最大，曝光时间在对应的线速度下最大。
首先确认S2相机的工作状态：
通过超级终端软件联接Dalsa相机，输入“gcp”，查看相机参数
查看曝光模式（ExposureMode），是否为2或1
如果曝光模式不是1,输入命令“sem2”，把曝光模式改为2。
在Winows开始菜单栏运行SaperaCamExpert软件
程序|Dalsa|SaperaLT|CamExpert
CamExpert打开后，点击X64-CL_ipro采集卡，选择CameraLinkBaseMono#1采集设备。
在相机窗口会列出X64-CL_ipro采集卡所支持的相机。
其中User's
ConfigurationFile区域，为用户自定义的“.ccf”文件
选择相机配置文件。
当相机工作在内同步的模式下，点击“Grab”按钮后，显
示窗口会显示采集到的图像。
需要把相机对准光强的地方。
可以通过CamExpert的statusbar来查看相机的时钟信号状况，以确定系统是否连接正确。
当系统正确连接时，在相机Free-run模式下，所有信号都为绿色，
如果有信号不正确，对应statusbar的状态为红色。
也可以通过查看采集卡的状态灯来确定系统是否有问题。
采集正常时，采集卡的led灯会呈绿色并不停闪耀.
这种Free-run曝光方式通常用来验证线扫描系统的搭建，也可以用于对与速度跟踪要求不高的检测设备。
点击File—Save对话框，保存相机的配置文件（*ccf）。
下次做调试时可以直接选择相应的配置文件。
另外用户进行项目的二次开发时，初始化系统需要用到相机的配置文件。
当配置一款新相机时，在上面提到的参数设置区选择“basictiming”区域，根据相机参
日日帝社TimingPaioniGtersx
Parairietex
Value
Camer8.Type
Linescw
Col^rType
PiIUplh
£
HorizontalActive（intixsls）
2048
HorizontalOffset（i匚lPixels）
C
PixelClockIjjTitFrequencjr（MKz）
40
D蝕遇raid
Camera.SeniorGeometrySetting
OntTapLefttoRight
SasiaTinin^
数输入水平像素数，时钟频率等信号。
（以下为S2—2K40相机参数）
相机类型分为线扫描与面扫描，色彩类型分为彩色与黑白。
像素深度（PixelDepth）与相机数字输出相关，S2相机支持8bits或10bits输出，可通过超级终端设置。
当选择8bits数据时，Sapera内存类型为8bits，选择10bits时，Sapera内存为16bits。
DataValid:
一些CameraLink相机会在行有效或者帧有效信号中加入数字有效信
号。
S2相机没有这个信号，所以选择disable
CameraSensorGeometry是指相机的数据输出格式，如单通道输出，双通道奇偶输出，双通道左右输出等等。
根据相机数据的不同输出格式，采集卡可以对数据进行重组，以输出完整的一副图像。
S2相机的输出方式由其说明书可知为一个通道,
L3CameraPerformanceSpecifications
Feature/Specification
Units
Value
5亡ns©rFeatvre$
Resolubon
pixels
512/1024/2048
PixelSize
uan
14kU
Ou:
putromiiitel
-一个通道
如下图
所以此项选择单通道输出，如图所示
多通道输出的相机，输出方式不同，需要选择相对应的输出方式，例如P2—6K相机,
四个通道输出，输出方式就应该按照下面的图示进行设置。
4：
S2工作在外触发模式下
当控制S2相机工作在外触发模式下时，需要通过超级终端修改相机的工作方式，同时
还要在原来S2相机free—run模式下修改一些参数，使采集卡配合相机的工作方式
4.1硬件连接方式
在断电条件下，将连接线一端与采集卡上的J4端口连接，另一端（DB25与外同步信
号相连。
行同步信号从DB25端口的8（+）和21（+/地）接入，帧同步信号则从6（+）和19（+/
地）接入。
如接面阵相机，只需要接入帧同步信号
采集卡可接收的信号为LVDS/RS422言号。
某些触发源或者编码器输出信号为TTL电平信号，为了保证触发的稳定性，当接入TTL信号时，TTL高电平可以直接接LVDS/RS422+）,TTL地最好做一下电路处理再接入采集卡。
如下图所示。
其中1〜2V的偏置电压可以用下面的电路产生。
TTL电平接入电路
+1I2V
33D
*2V
220
1DD
常用电压产生电
4.2通过超级终端确定相机的外触发方式。
S2相机的工作方式有以下几种。
其中SYNC旨的是同步信号，PRIN信号为像素复位信
LineRatsPrograminabl^Time
Mods
SYNC
PRIN|
JDescriptioin
L
No
No
I4ax3Hiiti.iilin#Aidtiiiw
（factorysettingi
2
linttMToJ
Lntennal
Yec
JtxpcCDntr&lOtl"uitilaE-et
ccuixitiiidliscent
3
Ctitprajd
Nd
No
Pi/IawurnntmFspoEitrs?
tiniF
A
ExtenMl
No
No
Sn^tEXSWC
5
Exleilkil
ExttdL'nLdl
No
No
Exlt-ZlldllziitrIdledlLil巴讥匕dialpi^elieset
（5
Extcnvil
[ntcnifll
Nq
FixedLnle^Ldticiitunc
号，咼电平时相机曝光，低电平时像素电荷清空复位。
模式1、2均为内部时钟工作方式，相机按照内部的时序进行工作。
区别是模式1的线
扫描速度与曝光时间不可修改，线扫描速度为相机所能达到的最大值，曝光时间为在此线
模式3下，相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定，但最大不能超过模式1下的
线扫描速度。
曝光时间为触发线速度下的最大值。
所以这种曝光模式下，当触发信号频率不定，发生变化时，曝光时间会发生变化。
如果光源的亮度不变，所采集到的图像会有明
显的明暗变化
模式4下，相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定，曝光时间与外触发信号的脉
宽相同。
模式5下，相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定，曝光时间由SYNC言号配合PRIN
信号联合控制
模式6下，相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定，曝光时间固定，用户可以自己设置曝光时间的大小，但时间不能超过1/线速度，否则图像会出现异常。
4.3通过CamExpert设置采集卡的输入输出配合相机的外触发方式。
相机要工作在外触发模式下，必须提供外部触发信号，而且信号相对比较复杂。
用户可以自己做电路来控制信号输入，但比较复杂，而且还要另外从CameraLink标准线引
出管脚输入信号。
一般我们采用图像采集卡输出信号的工作方式，这样采集卡的设置就分为两部分，一部分是输出信号设置，另外一部分是对外部输入触发信号的设置。
一、输出设置
表示米
输出需要在“相机配置区域”的“AdvaneedControl”控制栏里设置:
i.d'jahtedCarittolx
ParAihticr
VlLua
LineSyncSourer
IntsriialLineTrigger
InternaLLLineTriegerFrequency（iinKz）
None
internalLineTrig^er
CajaeraLindTrLggerFretjuancyMltl（lil.-.
E:
■n=ilLiTr1££er
ShaftEacodarinpxit
CanteraLin&TriggerFrequencyHas（in...
WTHZT5-
LineSyncSource:
行同步源。
Free-run时为NonaInternalLineTrigger
集卡按照固定的频率发出行信号，频率可以在下面的‘InternalLine
TriggerFrequency（inHZ）'栏里设置。
ExternalLineTrigger表
示采集卡接收外部触发信号，然后向相机发出行信号，一般外触发信号
为TTL电平信号时选用此选项。
ShaftEndoderinput表示采集卡接
收到编码器信号，然后向相机发出行信号
CameraLineTriggerFrequencyMin（Max）:
分别表示CameraExpert里设置频率数的
最小最低值，当设置的数值超出范围时，程序会报警。
CameraControlmeselecte<1
|None亍|
Liii4Inta-gritionMelhadSetting
Hon會1
LxTrigger
LineIntegyat1on
LineTriggeyHethddS住t
Line
CameraControlmethodselected:
用来选择上面提到的输出信号的类型。
包括
Trigger、LineIntegration（积分）两种。
其中每一种方式可以选择
或LineTriggerMethodSetting有具体设置时，才会有LineTrigger、
LineIntegration选项，否则为Non^
LineIntegrationMethodSetting
根据需要选择合适的信号脉冲输出。
一般需要输出两个脉冲信号，比较复杂的
触发方式会选择这种方法。
只有一种脉冲信号输出方式，适用于比较简单的触发方式。
通过时序图可以看出，当采集卡接收到一个外触发信号（externaltrigger）时，或者按照上面提到的Internal
trigger设置的频率发出触发信号时，会产生一个PulseO，其中PulseO的脉宽，极性，延
时可以手动设置。
CC1
1
Not▼]
CC2
tlotUsed
Hi声"
Low
Pulse#0
Pulse#1
TDILintscuDir^ction
CC3
CC4
CCLCC4有下面一些选项
CC（CameraControl）定义为采集卡控制相机的端口。
CameraLink接口中总共有四
个端口控制相机。
CC可以定义为High（—直为高电平），Low（一直为低电平），Pulse#0
（即在Cameracontrolmethod选项中选择的Pulse输出信号），Pulse#1（同Pluse#
0,用于需要输出两个脉冲的情况），TDILinescanDirection（用于TDI线扫描相机的扫
描方向控制）
EacternalTrifger
Enable
Extern^Trigg'erDgtaction.
FQJiii百EdgeT
ExternalTriggsr
Low
ftctiveHigh
ExternalTriggerMiniimuimDuration（in.us）
RiwigEdge
FallingEdge
Du*l"InputTriggerRising：
EdgeDuid^InputTri^gtrFallingEdgt
FrCountptrExternalTriigg*r
tFnrrirlftrFdTll'rinni
、输入需要在“相机配置区域”的“ExternalTrigger”控制栏里设置:
ExternalTrigger:
有Enable.Disable两个选项，控制是否有信号输入
ExternalTriggerDetection:
用来设置采集卡检测信号的格式，主要有ActiveLow
（输入信号为低电平时，采集卡接收到信号），ActiveHigh（输入信号为高电平时，采集
卡接收到信号），RisingEdge（输入信号从低电平变为高电平时，上升沿，采集卡接收到一个信号），FallingEdge（输入信号由高电平变为低电平时，下降沿，采集卡接收到一个信号）。
Dual—InputTriggerRisingEdge与Dual—InputTriggerFallingEdge分另
BS-422
RS-422
TTL
1
ExA匕Trigger
ExternalTriggerMinimumDuration（i.nus）
对应双输入的上升沿、下降沿触发。
ExternalTriggerLevel:
输入信号类型，分为RS-422（差分信号），TTL电平（输入高电平＞=2.0V,输入低电平＜=0.8V）
ExternalTriggerMinimumDuration:
可以设置最小有效的脉冲宽度，以us为单位。
当输入脉宽小于设定数值时，采集卡会忽略该脉冲。
该选项可以滤掉一些干扰脉冲，在一
定程度上起到整形滤波的作用
丘矿也叱CcimtperExternal7rigger
1
Shtf-tEncoderEd^eDrcp
0
Sha.fiEncodeTEdgeMultiplier
1
LineTriggerSource
如rj
Autoval1c
FromShaftEncoderInputA
Fr*mShaftEncoderInputB
FromShaftEncodirTiiputAandB
FrameCountperExternalTrigger:
采集卡每接收到一个输入信号，采集图像的帧
数，该选项用于面阵相机。
接线阵相机时无效。
ShaftEncoderEdgeMultiplier:
倍频，每检测到一个信号沿，可以放大，相当于接
收到多个，进行多次触发。
ExternalLineTriggerSource:
Automatic（采集卡自动检测编码器信号），FromShaftEncoderInputA（通过编码器输入一个A信号），FromShaftEncoderInputB（通过编码器输入一个B信号），FromShaftEncoderInputAandB（同时输入A，B两个信号）
ShaftEncoderEdgeDrop:
编码器的A、B信号频率相同，但相位上有差异。
采集卡
接编码器信号时，系统为沿触发，即上升沿与下降沿都会触发。
这样每个脉冲会产生
两个触发。
所以需要设置EdgeDrop。
如下图所示，为编码器配合相机工作方式5的时序图（曝光时间，线速度与设置及编码器信号有关，每个系统不同）。
当同时接入A、B，需要丢掉3个沿信号，当只接入一个信号时，需要丢掉1个沿信号。
蟾逮度Z3Q.IS
Pulse起■prin
廛光时间200US
pulse#I
B匚p（iels>2us料
FXSYNC
LneReadout
每种触发方式设置
（1）
3的曝
触发模式3、6,两种触发方式基本相同，差别在于6为固定曝光时间,
光时间随采集频率变化。
通过超级终端设置相机工作方式
按照4.1的介绍连接硬件设备，其中行触发信号通过DB25的8、21脚（Shaft
EncoderA）或9、22脚（ShaftEncoderB）连接。
LineSyncSource设置为ExternalLineTrigger（TTL触发源）或Shaft
EncoderInput（编码器输入）。
根据时序图可以看出，这两种触发需要输入由高到低的一个电平信号进行触
发，所以LineTriggerMethodSetting选择Method1，Pulse极性为Low,电
平延时一般设置10〜20us，触发延时可以根据需要设置。
同时CameraControl
methodSelected选择LineTrigger
采集卡传输给相机的Pulse信号通过CC1输出，所以把CC1设置为Pulse0
如果有帧信号或接面阵相机时，对ExternalTrigger进行设置。
把External
Trigger设置为Enable，其他参数如帧信号极性，最小脉宽等按照实际应用进
行设置
ExternalLineTriggerSource可以设置为自动，或者根据接入信号的情况
选择A,B或者AB
如LineSyncSource设置为编码器信号，还需要对ShaftEncoder信号进行设置。
倍频根据需要设置。
如单独接入A或B,ShaftEncoderEdgeDrop设置为1，如果同时接入AB,ShaftEncoderEdgeDrop设置为3。
（2）模式4,由脉宽控制曝光时间。
一般线扫描相机很少直接用外部脉宽来控制曝光时间。
可以由采集卡发出脉冲，并设置脉冲宽度来控制相机曝光。
在这种曝光方式下，我们可以看到，相机需要一个高电平脉冲触发工作，所以在该模式下工作时，注意把脉冲的极性改为高电平。
按照4.1的介绍连接硬件设备，其中行触发信号通过DB25的8、21脚（Shaft
EncoderA）或9、22脚（ShaftEncoderB）连接。
LineSyncSource设置为ExternalLineTrigger
EncoderInput（编码器输入）。
选择Method3，Pulse极性为High，曝光
时间可以手动设置，触发延时可以根据需要设置。
如下图所示。
同时
看ttwd3
Liik?
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