C#应用视频教程3.1 USB工业相机测试
2021-05-11 19:29
标签：环境 bbs 测试 注释 ras 告诉 信噪比 调试 位置 图像处理是工控很有价值的一个领域，比如人脸识别，车牌识别，还有产品的位置识别，瑕疵检测，对于个人学习来说，我们无法直接上手几万块的成熟工业相机（高端的康耐视要6万左右，而且是黑白的，要测试一些带颜色的算法功能无法实现），先要用便宜的东西做一些简单的测试（原则上做教程不应该涉及硬件，因为如果读者无法按照你的硬件标准学习，那也只能走马观花看一遍，但是实际上要做工控必须要涉及硬件，可以先从简单的便宜的开始入手）
? 淘宝是比较靠谱的方案，我自己测试买的是下面这个品牌的（不是要给他们做广告，读者也可以自己淘宝找，基本上300万像素+开发的SDK肯定是够用了，如果你几百块也不愿意掏，笔记本自带的USB摄像头也是可以用的）
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w7874616-7250487742.3.45ee61bbSIGhsG&id=35665919843
? 注意买相机也要买镜头（单相机是不能用的，买什么样的适配镜头可以问卖家，讲清楚你要做什么应用）
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-12792600741.30.45ee61bb6b1V1X&id=551842092602
? 如果可能最好再加一个支架和光源（我个人的测试环境有支架，所以不需要，仅仅是测试使用光源也无所谓，我手动调节镜头的曝光就行了）
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.16.76bf523Q04ZVR&id=520267199036&ns=1&abbucket=15#detail
? 我刚开始玩这个的时候很穷，所以只能随便找了块板子打个孔，然后就开始测试了（没有人条件很充分的，几年以后我再回过头来把这一块东西理理顺，也只是为了培训带人）
? 对于具体型号的工业相机，一般需要安装相机提供的驱动，比如我这个就把相机连接到电脑的USB口，手动安装驱动
? 用微软自带的视频设备能够打开（假定就拍摄显示器的画面）
? 用它自带的调试软件测试能够正常使用（可以调整分辨率）
? 可以进行详细的参数设置（拍照，视频，曝光等）
? 运行软件提供的SDK测试（注意需要把对应的DLL放到C:/Windows/System32/目录下，如果是32位系统则复制SDK的那个DLL文件，如果是64为则复制SDK64的那个DLL文件）
? 运行C#的范例程序（点击Play可以显示实时的画面），如果不能运行修改目标平台为对应的系统版本（我是64位系统）
? 有了C#的范例，基本上我们能够把硬件采集图像的这一块内容搞定了，大量的比如调节曝光，图像翻转，设置分辨率等等功能我们都可以直接照抄范例代码的，注意这部分不管怎么弄目的都是获取我们期望的图像而已，一般越清晰越好（我们后面要介绍的是图像处理，所以本节并不是重点，事实上你从工业相机采集图像也是采集，从USB的摄像头也是，或者没有摄像头直接用图片也可以，你自己PS几个图片也能测试视觉系统的算法）
? 注意他这个范例代码有一块使用了指针直接覆盖采集到图像的数据（比如把某一块的像素填充为红色），不要觉得是相机坏掉了，它上面还有一部分注释掉的代码可以测试其他功能
? 除了C#的开发范例，他也提供了C++,QT等其他语言的实现范例和SDK的说明书（我们看一个产品做的是否到位，就只要看他给的资料全不全，因为目前用C#测试以后也可能换成别的语言，所以选择一款产品就要考虑到后期的平台移植，尽量用好一样东西，不要这也会那也玩过，结果一样都不精通。当然我还是那句话，我不是给这个商家在做广告，只是告诉读者一些工控的经验和教训，有时候并不能仅仅判断便宜一两百块钱就轻易下结论买哪家的，如果我们考虑工业使用，肯定不是是USB的，而是几千块的以太网通讯的相机，在那个价位的产品上挑一个好一点的）
? 最后介绍几个相机的常用概念：
Gama：伽玛值。可以认为是一种控制图像清晰度的一个参数，Gamma值越大，则取得的图像像素越精细，成像越逼真
? Contrast：对比度，这个很好理解，以前看黑白电视机的时候经常用到，对比度调大一点，物体与周围的对比会更明显一点
? Exposure：曝光度，感觉跟Gain用处差不多，可以认为是Gain的微调吧，我把Exposure从1040调到5000也没有关系，可见他是可以微调亮度的。Exposure在调小的时候就很敏感，太小了就直接乌黑一片，当然正常不会去乌黑一片的。
? Gain：在相机里Gain表示高光度，Gain limit 是感光度的范围，数码相机的影像传感器是不可更换的，为了得到不同的感光度，它需要在信号的A/D转换时变换信号增益（Gain）。如果光线暗，就需要提高感光度即加大增益，这会降低信噪比，也就是增大了噪点。从下面三个不同的高光度可以发现，就像高光度越大，则越亮。Gain的用处就是在黑暗的时候要手动把高光度调大一点，成像才能清晰。
? ROI：就是感兴趣窗口（Region of interest）,比如一副2048*1536的图像非常大，处理起来很慢，我们设置感兴趣窗口只有200*200的这么一个小块，就可以每次只提取大图像的一小块做处理，可以显著的提升效率
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