工業(ye)業(ye)攝(she)像(xiang)頭的(de)(de)丟(diu)(diu)幀(zhen)現(xian)象(xiang)之所(suo)以(yi)會(hui)發生，其實(shi)就是(shi)資(zi)料(liao)通道的(de)(de)堵塞，無法(fa)技術處理(li)，所(suo)以(yi)新(xin)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)采集進來時(shi)，前一張圖(tu)像(xiang)可(ke)能會(hui)被迫丟(diu)(diu)棄，或者是(shi)新(xin)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)被迫丟(diu)(diu)棄。

01 丟幀表(biao)現

1、工業(ye)相機預覽模(mo)式下，無(wu)法(fa)以滿幀的速度傳輸(shu)圖像

2、觸發(fa)拍照模式(shi)下，相機傳輸圖像數量少(shao)于觸發(fa)次(ci)數（觸發(fa)頻率應小于幀率）

3、圖(tu)像(xiang)處理(li)軟(ruan)件(jian)處理(li)的圖(tu)像(xiang)數量小于預期

02 丟幀可能存在的(de)原因

        工業(ye)相(xiang)機(ji)丟(diu)幀(zhen)問(wen)(wen)題是工業(ye)相(xiang)機(ji)常(chang)出現的(de)(de)問(wen)(wen)題，其(qi)原因與相(xiang)機(ji)的(de)(de)傳(chuan)輸接(jie)口沒有太大的(de)(de)關系，主要在于(yu)工業(ye)相(xiang)機(ji)硬件和設計不良的(de)(de)驅動程(cheng)序(xu)有關，這種(zhong)情(qing)況(kuang)對于(yu)機(ji)器(qi)視覺檢測來說，具有很不確定性的(de)(de)效果(guo)影響。

相機丟幀3個主(zhu)要原因(yin)解釋：

1. 工業相機自身硬件設計

       工業相機將圖像(xiang)從光學(xue)信號(hao)轉變(bian)成有序(xu)的電(dian)信號(hao)，其中(zhong)圖像(xiang)傳感器傳送圖像(xiang)到相機上的usb芯片，USB再(zai)傳送給電(dian)腦(nao)端，如(ru)果某一時段電(dian)腦(nao)端系統繁忙，沒有及時接收到圖像(xiang)，而后續的圖像(xiang)又傳送過來(lai)，導(dao)致未接收到的那部分圖像(xiang)丟(diu)失。

2. 工業視覺軟件應用程序部分

       視覺軟(ruan)件(jian)包括(kuo)硬(ying)件(jian)驅動程序(xu)和圖像(xiang)處理，為(wei)圖像(xiang)計(ji)算所分配(pei)的(de)內存空間(jian)，有(you)無(wu)緩沖的(de)機制，可以(yi)加大(da)(da)圖像(xiang)的(de)緩存來加大(da)(da)緩沖的(de)時間(jian)，另外多線程的(de)設(she)計(ji)好壞也(ye)會影響到處理速度(du)。

       讓程(cheng)序運算有足夠(gou)的(de)空間來處(chu)理(li)，在運作(zuo)情況下，CPU的(de)整體處(chu)理(li)速(su)(su)度比圖像進(jin)來的(de)速(su)(su)度慢(man)，如果緩存(cun)(cun)不夠(gou)，接(jie)收的(de)效率(lv)太(tai)低，工業相機(ji)又沒有足夠(gou)的(de)緩存(cun)(cun)，就會(hui)構成丟幀的(de)現象。

       但這是(shi)系統(tong)掉資料，不(bu)是(shi)工業相(xiang)機丟幀。在這種(zhong)情況(kuang)不(bu)管是(shi)用(yong)1394接口(kou)的工業相(xiang)機，還是(shi)USB接口(kou)，又或者(zhe)是(shi)GigE接口(kou)，任何接口(kou)的工業相(xiang)機都會得到相(xiang)同效果(guo)。

3. 硬件PC系統部分

       PC部分(fen)主要依(yi)賴于硬件驅動程(cheng)序，重要的是(shi)驅動程(cheng)序的功率以及(ji)系統有(you)(you)多少(shao)內(nei)核(he)方式下(xia)的線程(cheng)在分(fen)割(ge)CPU的時間，接收的功率不佳(jia)，工業(ye)相機沒有(you)(you)比較好(hao)的緩沖(chong)記憶，往(wang)往(wang)會引起丟(diu)幀現象。

       硬件(jian)原因導(dao)致的丟幀(zhen)，可(ke)能是(shi)因為數據帶(dai)寬不足(zu)引起的，比如擴展網卡(ka)或者USB3.0卡(ka)都可(ke)能造成問題。

       相(xiang)機網線達不到傳(chuan)輸速率要(yao)求；

       PCIe插槽有問題，達不到標準速率。比如有的(de)PCIe插槽可能是從主(zhu)PCIe插槽擴(kuo)展(zhan)出來的(de)，與主(zhu)PCIe插槽共(gong)用(yong)一個PCIe插槽的(de)帶寬；

 ;      又或者(zhe)相機滿幀采(cai)像(xiang)的(de)數據傳(chuan)輸速率超過單個(ge)網口/USB3.0口的(de)傳(chuan)輸速度；

       網卡(ka)(ka)/USB3.0卡(ka)(ka)所有通(tong)道滿負荷工(gong)作超過對應PCIe插槽的(de)數據傳(chuan)輸速率。

03 如何解決幀(zhen)丟失問題(ti)

       為了解決這個(ge)問題(ti)，設計者(zhe)需要精(jing)確地設計驅動和(he)工(gong)業相機(ji)硬件(jian)數據傳輸的每個(ge)部分，有三(san)個(ge)地方(fang)阻止圖像數據：

1. 工業相機的一部分

       圖像(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)感(gan)器將圖像(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)輸到(dao)相(xiang)機上的USB芯片(pian)，將USB傳(chuan)輸到(dao)PC，如果PC系統忙于處(chu)理接收(shou)到(dao)的圖像(xiang)(xiang)(xiang)，并且圖像(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)感(gan)器繼續傳(chuan)輸新的圖像(xiang)(xiang)(xiang)數(shu)據(ju)，則工業(ye)相(xiang)機必須有足夠的存儲器緩沖(chong)區，反(fan)之亦然。

2. 可視化軟件程序部分

       該可視化軟件具(ju)有用于(yu)等(deng)待所計算的圖(tu)像(xiang)空間(jian)的緩沖機制，以(yi)便增加(jia)圖(tu)像(xiang)的緩沖以(yi)獲得緩沖時間(jian)，從(cong)而可以(yi)處理程序的操作(zuo)，但是(shi)如果操作(zuo)穩定，則CPU的整體處理速(su)度更快。

       在機(ji)器視覺系(xi)統(tong)中，工業相機(ji)的幀率往往很大，且(qie)工業相機(ji)自帶(dai)緩(huan)存也(ye)有限，主要為(wei)調度系(xi)統(tong)起到暫時繁忙處理的輔助功能。

       機(ji)(ji)器視覺軟件的速度(du)比工業相機(ji)(ji)圖像進來(lai)的速度(du)還慢，時(shi)間(jian)長了就會(hui)導致軟件緩存(cun)的飽和(he)溢出(chu)丟失，所以不管是usb接口(kou)和(he)gige接口(kou)等，都會(hui)出(chu)現(xian)丟幀現(xian)象(xiang)，所以，優化(hua)機(ji)(ji)器視覺軟件的處理(li)速度(du)也(ye)是非常重要的。

3. 硬件PC系統部分

       這部分偏向PC硬件(jian)(jian)驅動程序，與(yu)可(ke)視(shi)化軟件(jian)(jian)程序無關。

       PC機接(jie)收的(de)(de)關鍵是(shi)驅動程(cheng)序的(de)(de)效率(lv)，在內核模式(shi)下有多少線程(cheng)處于CPU時(shi)間，接(jie)收效率(lv)不高，工業相機沒有足夠(gou)的(de)(de)緩沖(chong)存儲(chu)器會導致幀(zhen)丟失(shi)。

       工業(ye)(ye)(ye)相(xiang)機(ji)具有(you)非常快的(de)(de)幀(zhen)速率，事實(shi)上，只要有(you)足夠的(de)(de)容量來(lai)調整系(xi)統的(de)(de)“臨時”忙碌，工業(ye)(ye)(ye)相(xiang)機(ji)緩存(cun)就不會像PC程序那樣擴大規模。USB工業(ye)(ye)(ye)相(xiang)機(ji)將(jiang)丟棄幀(zhen)，只有(you)一(yi)種情況，機(ji)器視(shi)覺軟(ruan)(ruan)件比(bi)工業(ye)(ye)(ye)相(xiang)機(ji)圖像慢(man)，軟(ruan)(ruan)件緩存(cun)已(yi)滿(man)，無法存(cun)儲新圖像。

       但這是(shi)系統數據，而不是(shi)工業(ye)(ye)相(xiang)機(ji)掉數據。在這種(zhong)情況下，不管使用1394接(jie)口(kou)、USB接(jie)口(kou)或GigE接(jie)口(kou)的工業(ye)(ye)相(xiang)機(ji)，任何接(jie)口(kou)的工業(ye)(ye)相(xiang)機(ji)都將得到(dao)相(xiang)同(tong)的結果。

       因此，在購(gou)買工業相機時，必須(xu)詳細(xi)檢(jian)查其(qi)參(can)數(shu)，并(bing)選擇項目的實際要求，以避(bi)免發生掉幀事件。

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