机器视觉工业相机丢帧的原因分析

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机器视觉工业相机丢帧的原因分析

在机器视觉系统中，许多视觉应用项目中都遇到过由于工业摄像头发生丢帧现象，从而严重影响到后面的

图像处理，那么这都是什么原因造成的呢，又怎么解决这一问题呢？主要有三大原因：
一、视觉软件原因
主要看视觉软件等待计算的图像空间，有无缓冲的机制，为加大图像的缓存争取缓冲的时间，让程序的运

算来得及处理。如果稳定的运作情况下，图像进来的速度比CPU整体处理速度快，那当缓存超载的时候，

就会发生丢帧。
二、工业摄像头自身原因
图像传感器传送图像先到工业摄像头的芯片上，之后再传送给PC端，若PC端系统太忙碌，不能及时处理接

收的图像，而图像传感器又持续传送新的图像，这时工业摄像头就要有足够的记忆体缓存，不然则会

产生丢帧现象。
三、PC系统硬件原因
这里偏重PC硬件驱动程序，PC端的接收关键就是驱动程序的效率以及WINDOWS有多少内核模式下的线程

在瓜分CPU的时间，接收的效率不好，再加上工业摄像头又没有足够的缓冲记忆体，也会发生丢帧。
工业摄像头的丢帧现象之所以会发生，其实就是资料通道的堵塞，无法进行技术处理，所以新的图像采集

进来时，张图像可能会被迫丢弃，或者是新的图像被迫丢弃。要解决这问题，需要设计者针对驱动程

序与工业摄像头硬件资料传输的每个环节进行精密的设计。
工业相机的丢帧现象之所以会发生，其实就是资料通道的堵塞，无法技术处理，所以新的图像采集进来时

，张图像可以会被迫丢弃，或者是新的图像被迫丢弃。一般而言，工业相机丢帧与工业相机所采用的

传输接口是没有关系的，无论是USB，还是1394、GigE、或者是cameralink，设计不良的驱动程序或工业

相机硬件才是造成丢帧的真正原因。
如何解决丢帧问题呢？
要解决这问题，需要设计者针对驱动程序与工业相机硬件资料传输的每个环节进行精密的设计。图像资料

堵塞的地方有三个：
1、工业相机的部分
图像传感器传送图像到相机上的USB芯片，USB再传送给PC端，如果PC端系统太忙碌，来不及处理接收的图

像，而图像传感器又持续传送新的图像资料，这时工业相机就要有足够的记忆体缓存，反之就会产生丢帧

现象。
2、视觉软件程序部分
视觉软件对于等待计算的图像空间，有无缓冲的机制，以加大图像的缓存争取缓冲的时间，让程序的运算

来得及处理，但若稳定的运作情况下，CPU的整体处理速度比图像进来的速度慢，那缓存总有超载的时刻

，就会有丢帧的情况发生。
3、硬件PC系统部分
这部分偏重PC硬件驱动程序，跟视觉软件程序无关，PC端的接收关键就是驱动程序的效率，以及

WINDOWS有多少内核模式下的线程在瓜分CPU的时间，接收的效率不好，工业相机又没有足够的缓冲记忆体

，就会造成丢帧的现象。
工业相机的帧速非常快，实际上工业相机的缓存不会像PC的程序可以无限制的加大，只要有足够的容量用

以调节系统“暂时”的繁忙就够了。USB工业相机会丢帧，只有一种情况就是机器视觉软件运算的速度比

工业相机图像进来的速度还慢,时间长了软件缓存堆满了，无法再存放新图像但这是系统掉资料，不是工

业相机掉资料。在这种状况不论使用1394接口的工业相机，还是USB接口，又或者是GigE接口，任何接口

的工业相机都会得到相同结果。
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