第四讲 AVT数字摄相机

中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司AVT数字摄像机
技术支持部
AVT数字摄像机
•Fire Wire概述•AVT产品
•驱动软件和开发包•智能特性
•相机配件
•应用领域
•带宽：400 Mbit/s （1394a ），800 Mbit/s （1394b ）•支持热插拔
•点对点的通讯方式
•DMA 方式与主机通讯，不占CPU
•有保证的带宽，确保万无一失的数据传输
•多相机可通过1394总线供电（最高达45W ）•1394a 和1394b 互相兼容
•有效的多相机解决方案(相机符合DCAM 协议
)
Fire Wire 特点
•1394总线的操作周期是125 µs (8 kHz)；
•1394协议支持两种类型的数据传输，同步传输和异步传输；•包长：1394总线每125 微秒循环中的同步数据包尺寸。

•实际中，用于传输图像数据的同步数据包尺寸是4KB ；•1394a 传输数据的带宽：4KB ×8 kHz ＝32MB ；
1394
总线特征
DCAM协议
DCAM定义未经压缩的视频数据在1394总线中的传输方式。

• 在摄像机寄存器层定义了大量的地址。

• 定义了多种固定的视频格式和外部信号的动作。

• 允许摄像机生产商自行定义摄像机的“高级特征”（Format 7）。

Q:DCAM如何控制标准视频的格式，模式和帧率？
A:对于标准的格式/模式/帧率组合，DCAM规范中规定了单一包长。

Q:为什么Format 7模式下帧率不确定？
A:Format 7模式未指定包长。

用户通过设置包长大小。

来决定相机帧率和同一时间可共享总线上的摄像机总数。

•同样时间内，例1中的相机比例2中的相机帧率高。

•共享带宽，相机越多，每个相机的带宽越小。

DCAM中的帧传输时间
一块1394卡接2个DH-SV1410FC相机，帧率可达多少？图像数据8bit，包长2KB。

交叠方式，曝光时间很短：每幅图像大小：1392×1040×1Byte=1.4MB
1.4MB / 2KB 每数据包＝724数据包/每幅图像
总线传输一图像时间：724数据包×125 μs ＝90ms
帧率：1 秒/ 90 ms 每个幅图像＝11 fps
AVT数字相机特点
•Fire Wire相机，符合DCAM标准。

•传感器：CCD，CMOS，逐行，隔行，黑白，彩色，高分辨率，高灵敏度，高帧率。

•内置多种智能特性。

•可编程I/O接口，多种触发方式。

•免费提供多种驱动和开发包。

•支持多种图像处理软件和图像处理库。

AVT产品系列
Dolphin系列
Guppy系列
Marlin系列
Oscar系列
Pike系列
Stingray系列
Guppy:从模拟到数字,从未如此简单
型号(B/C)分辨率帧率传感器
F-025 B/C 510x49230 fps 1/3 CCD F-029 B/C 500x58225 fps 1/3 CCD F-033 B/C 656x49458 fps 1/3 CCD F-036 B/C 752x48060 fps 1/3 CMOS F-038 B/C 768x49430 fps 1/2 CCD F-038 B/C-NIR
768x494
30 fps
1/2 CCD
F-044 B/C 752x58225 fps 1/2 CCD F-044 B/C-NIR 752x58225 fps 1/2 CCD F-046 B/C 780x58249 fps 1/2 CCD F-080 B/C
1032x778
30 fps
1/3 CCD
F-503 B/C 2592x194414 fps 1/2.5 CMOS
Guppy特点
•体积小巧，价格低廉；
•11种传感器，CCD，CMOS，逐行，隔行，黑白，彩色；
•板级产品，安装灵活；
•信价比高，从模拟升级到数字的理想选择。

我有隔行，我便宜！
Marlin:进入数字世界从未如此简单型号(B/C)分辨率帧率传感器F-033 B/C656x49474fps1/2 CCD F-046 B/C780x58253 fps1/2 CCD F-080 B/C1032x77830 fps1/3 CCD F-131 B/C1280x102425 fps2/3 CMOS F-145 B2/C21392x104010 fps1/2 CCD F-146 B/C1392x104017.4 fps1/2 CCD F-201 B/C1628x123612.5 fps1/1.8 CCD
Marlin特点
•7种标准分辨率，CCD或CMOS传感器；•适合入门级用户的数字摄像机；•AVT相机中最成功的系列。

我最畅销！
Oscar:几百万像素高分辨率,提供更大幅面图像
Oscar特点
型号(B/C)分辨率帧率传感器
F-320 C2088x1548 6.6fps1/1.8 CCD F-510 C2588x1958 3.7fps2/3 CCD F-810 C3288x2470 3.1fps2/3 CCD
•更大分辨率——300万, 500万或800万像素；•极高品质图像，适用于医疗和显微领域。

我很大分辨率！
Pike:高速-智能-完美
型号(B/C)分辨率帧率传感器
F-032 B/C
640x480202fps1/3 CCD F-032 B/C fiber
F-100 B/C
1000x100060fps2/3 CCD F-100 B/C fiber
F-145 B/C
1388x103830fps2/3 CCD F-145 B/C fiber
F-210 B/C
1920x108031fps 1.0 CCD F-210 B/C fiber
F-421 B/C
Pike特点
•IEEE 1394b-S800接口，光纤接口；•5种不同的高品质传感器；
•数据传输速度快(最高可达62.5MB/s)；•内置多种智能特性。

超高速，超多智能特性！
AVT Stingray
AVT Stingray
型号(B/C)分辨率帧率传感器
F-033 B/C656 x 49284 fps 1/2 CCD F-046 B/C780 x 58061 fps 1/2 CCD F-080 B/C1032 x 778631 fps 1/3 CCD F-145 B/C1388 x 103816 fps 2/3 CCD F-146 B/C1388 x 103815 fps 1.2 CCD F-201 B/C1624 x 123414 fps 1/1.8 CCD F-125 B/C1296 x 96630 fps 1/3 CCD F-504 B/C2456X20587.5 fps 2/3 CCD
Stingray特点
•带宽达800Mbit/s。

•光纤接口可解决长距离传输问题。

•2个1394接口，连接多相机时有效降低成本和复杂度。

•序列模式提高了预制参数的调整速度。

信价比极高！
命名规则
A VT032
Pike F-B/C Fiber IRF 公司名
Fire Wire
分辨率黑白/彩色
光纤接口
IRF：红外截止
ASG：保护玻璃
系列名
光谱响应曲线
AVT相机驱动
•AVT Fire Package
–随光盘附带的驱动，能控制相机全部特性。

应用最广泛。

•AVT Direct Fire Package
–WDM，Direct X和TWAIN驱动，推广了相机的适应性。

•AVT Active Fire Package
–控件编程，使开发更简单。

•AVT Fire4Linux
–让AVT相机轻而易举进入Linux的世界。

•多种SDK，支持各种语言：VC，VB，Delphi，C#，等。

•支持多种标准图像软件：Labview，MVTec Halcon，ActiveVisionTools，Matlab，StreamPix 及其他一切Fire Wire标准相机的软件。

安装提示错误?没有SDK程序?
AVT FirePackage
安装FirePackage后，安装路径下有：intek驱动，Smart View，SDK，示例程序，SDK说明书等。

安装或卸载1394卡的驱动程序
AVT相机的高端演示程序
AVT驱动安装前后
安装驱动后
为何安装了AVT相机后不
能识别其他1394设备?
卸载驱动后
如何卸载FP驱动?
如何安装FP驱动?
智能特性——独特的触发特性
触发:多触发模式，操作简单。

•触发延迟：长达2秒.
•Multi-Shot：接收一个触发信号得到多幅图像
•延时传输：独立控制曝光后图像的传输，完全控制计算机负担。

•Broadcast Trigger：软件同步触发多台相机。

•图像安全签名：在图像上添加触发计数，图像计数等。

智能特性——类似于图像卡的特性
•RS-232：实现串口通讯。

•内置缓存：8M，32M，64M内置缓存用
来保存图像数据。

•输入输出：多输入输出，可编程控制。

智能特性——图像处理
内置图像处理功能，减小计算机负载。

•查找表：可自由编辑，提高图像对比度。

•白平衡：手动自动，得到更好的彩色图像。

•阴影校正：优化图像的阴影效应。

•Binning/Sub-Sampling：降低分辨率和传输数据，提高相机的灵敏性和信噪比。

•高信噪比模式：通过多幅图像提高信噪比。

智能特性——图像处理
•增加锐度：Y信号的高通滤波提高边缘锐度。

•颜色校正：优化传感器特定的颜色响应。

•色度：优化复杂颜色。

•饱和度：提高或降低颜色响应。

•自动调整功能：自动白平衡，自动增益等，可针对特定AOI自动。

查找表
无LUT
传感器原始输出LUT: Gamma 0.7拉伸黑色区域
LUT:图像反色更利于检查。

LUT: Contrast plus
提高颜色对比度。

白平衡
应用白平衡颜色更逼真
关闭白平衡：
自然光照射引起的颜色响应白平衡方式：手动，自动，One Push 和AOI 白平衡。

阴影校正
应用阴影校正光照均匀
关闭阴影校正
图表的原始光照
Binning &SubSample
颜色校正
开启颜色校正改善了原始的颜色响应。

A VT 可以实行用户自定义颜色校正。

关闭颜色校正
传感器原始颜色响应。

没有完美呈现某
些颜色，例如：浅绿色，黄色和粉红色。

AOI 自动调整功能
AOI 自动白平衡
选取AOI
AOI 未遮挡，不影响自动白平衡
只有AOI 被遮挡，
才可能影响自动调整功能。

AVT相机配件•1394卡
•1394线
•长距离传输方案•多相机方案
配件：1394卡
台式机1394卡：
•PCI，PCI-E总线接口
•双路卡，四路卡
•光纤接口卡(GOF)
笔记本1394卡：
•PCMCIA 和PCMCIA-E (S800)•1394a和1394b接口
•自带外部供电口
特别说明：台湾IOI 1394卡/
FireWire 400
FW-PCIE1X30
FWX2-PCIE10
FWX2-PCIE10-2
FWX2-PCIE10-4
FireWire 800
FWBX2-PCIE1XE220
FWB-PCIE1X11B
FWB-PCI02
配件：1394线
标准的1394线缆：
•长达17.5m的优质1394a线缆•带缩紧装置的接头更不易脱落•6针和4针等多种1394口
•中继器
•1394转网络的传输方案(长达100m)•工业A VT 光端机(长达500m)
•
直接光纤传输
配件：长距离传输方案
•多路1394卡(最多4路)•1394Hubs (最多6口)•工业A VT Hub (4口)
•工业A VT 光纤Hub (4口
)
配件：多相机方案
PC
PC ///AVT
AVT 4 口HUB
PC ///AVT
///AVT ///AVT PC
///AVT ///AVT
///AVT ///AVT
///AVT 多相机串联
长距离传输
主机2：扩展处理能力。

主机：接收相机数据
并处理图像
多口1394卡
所有相机单独工作参数单独设置
同一总线混连1394a 和1394b 相机
!
!
•同一相机可以连接到2台计算机上，单独控制。

•2台相机可串联后连接到一个1394总线（不分1394a 和1394b 接口）。

•多台相机可通过HUB 连接到1394卡上。

•长距离传输。

实例：多相机，远距离传输
应用领域
•机器视觉
•工业检测
•医疗
•交通
机器视觉领域PCB检测
光学检测
工业机器人医疗器械
食品检测道路交通。