Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作文档格式.docx
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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CameraLinkMedium、CameraLinkFull接口。
如相机连接采集卡上＃1端口则选择“cameralink#1”；
反之则选择“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。
●γ校正因子：
作用在贝塞尔滤波后。
默认值为1，即不使用γ校正；
γ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’sConfigurationFile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，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信号。
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
常用电压产生电路
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指的是同步信号，PRIN信号为像素复位信号，高电平时相机曝光，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，曝光时间为在此线扫描速度下，最大的曝光时间，约为1/线速度。
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信号配合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
输出需要在“相机配置区域”的“AdvancedControl”控制栏里设置：
LineSyncSource：
行同步源。
Free-run时为None。
InternalLineTrigger表示采集卡按照固定的频率发出行信号，频率可以在下面的‘InternalLineTriggerFrequency（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。
CameraControlmethodselected：
用来选择上面提到的输出信号的类型。
包括LineTrigger、LineIntegration（积分）两种。
其中每一种方式可以选择设置信号脉冲的具体参数。
（注：
当LineIntegrationMethodSetting或LineTriggerMethodSetting有具体设置时，才会有LineTrigger、LineIntegration选项，否则为None）
LineIntegrationMethodSetting：
点击后弹出对话框如下，共有四种脉冲输出方式，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。
LineTriggerMethodSetting：
点击后弹出下面的对话框。
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Internaltrigger设置的频率发出触发信号时，会产生一个Pulse0，其中Pulse0的脉宽，极性，延时可以手动设置。
CC1～CC4：
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（一直为高电平），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）。
二、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分别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。
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。
三、
每种触发方式设置
（1）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，3的曝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（ShaftEncoderA）或9、22脚（ShaftEncoderB）连接。
●LineSyncSource设置为ExternalLineTrigger（TTL触发源）或ShaftEncoderInput（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CameraControlmethodSelected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ExternalTrigger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。
LineIntegrationMethodSetting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。
同时CameraControlmethodSelected选择LineIntegration。
●采集卡传输给相机的Pulse＃1信号通过CC1输出，所以把CC1设置为Pulse1。
面扫描相机有外部触发脉宽直接控制相机曝光的方式，这种方式下，外触发信号通过采集卡直接输出给相机，采集卡起滤波整形作用，不改变波形。
如下图所示
（3）
模式5，这种触发方式需要同时给相机输入两个脉冲，相互配合来控制相机的采集频率及曝光时间。
我们看时序图，当PRIN信号上升沿时相机开始曝光，Exync信号下降沿曝光结束。
而采集卡IntegrationMethod1刚好可以对应这样的脉冲输出方式。
其中Pulse＃0对应PRIN信号，Pulse＃1对应Exync信号。
●LineIntegrationMethodSetting选择Method1，设置按照上图所示。
●采集卡传输给相机的Pulse＃1Exync信号通过CC1输出，所以把CC1设置为Pulse1。
Pulse＃0PRIN信号通过CC2输出，把CC2设置为Pulse0。
5：
使用固定或可变图像长度
线扫描系统的纵向分辨率一般是可以调整的。
采用Dalsa的X64系列采集卡，纵向分辨率可以手动设置，设置完成后，buffer的大小会固定。
对于面阵相机的帧信号很好理解，即每触发一下，输出一帧图像。
但线扫描呢？
我们提到了行同步信号，帧信号如何理解呢？
使用Dalsa的采集卡时，固定了纵向分辨率，buffer大小固定，这样当buffer充满时，即返回一帧图像，如果需要下一帧图像，需要等待下一个帧信号。
这样会有一个问题，如果buffer没有存满，编码器没有触发信号输出了，但是我需要图像返回，否则只有等待编码器再次发出信号，本来属于下一帧图像的数据存到当前帧里，导致图像错乱。
针对这种情况，Dalsa对采集卡的工作方式进行了扩展。
一、固定图像长度
这种情况下，X64采集卡接收到外触发帧信号（6、19或7、20）后，开始往内存里存储数据。
采集速度与行同步信号一致。
当内存存满以后，系统暂停采集，等待下一个帧触发信号，再重新采集一帧新的图像。
具体设置如上图所示
●ExternalTrigger设置为Enable
●其他设置根据系统实际输入输出进行设置
●AcquistionFrameLengthmethod设置为FixLength
二、可变图像长度
在这种情况下，采集卡需要接收两个帧触发信号。
当第一个信号到达时，采集卡开始往内存采集图像，采集速度与行同步信号一致，当第二个信号到达时，停止采集，并返回一帧图片。
如果在第二个信号到达之前，内存已经存满，则自动返回一帧图片，同时忽略第二个信号，等待下一个触发信号重新触发采集。
●ExternalTriggerDetection选择Dual－inputTrigger
●AcquistionFrameLengthmethod设置为VariableLength
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