【光学知识】 CoaXPress 20 工业图像处理标准

CoaXPress 2.0 工业图像处理标准

近年来，CoaXPress（CXP）已发展成为工业图像处理的新标准。CXP接口在需要高数据速率和短延迟时尤为重要。

CoaXPress-高数据速率标准

提高数据吞吐率是生产自动化和光学检测行业中图像处理的主要趋势之一。虽然传感器性能在过去限制了数据吞吐率，但如今数据传输速度的瓶颈往往是由具有高帧率的CMOS传感器中的USB3.0等接口造成的。得益于CoaXPress等高速接口，用户能够充分利用现代图像传感器的潜力，并在其应用中实现最高性能。

CXP 2.0的特点

为了将CoaXPress的成功延续到未来，一直在努力改进标准。这项工作最终形成了2.0标准，其中包含三大创新。

第一项创新在于将支持的比特率扩展了两个级别（CXP-10和CXP-12），其中CXP-12代表了工业图像处理中最快的接口技术之一，最高可达每秒12.5Gbps。

第二项创新是一种插头类型的标准化：Micro-BNC/HD-BNC插头。它结合了DIN1.0/2.3的小设计尺寸和BNC插头的安全卡扣的优点。标准化降低了电缆选择的复杂性，并使系统中的处理更加简单。

确保设备与GenTL的兼容性是第三项创新。它极大地简化了将各种相机和图像采集卡集成到传统图像处理库中的过程。

经典 CoaXPress 2.0 机器视觉系统的设置

本图显示了CoaXPress 2.0系统的典型设置。与紧凑型USB3.0或GigE相机相比，CXP相机往往更大。

部分原因是安装了更大的传感器，这些传感器以非常高的速度和更高的分辨率运行，这也意味着必须散发大量产生的热量。从相机的背面可以看出CXP2.0标准的优势。与之前的版本不同，这使得可以使用更少的数据电缆来设置系统。I/O电缆通常可以省去，因为电源和触发由同轴电缆提供。

新的标准化Micro-BNC连接更加坚固，使用更少的电缆使系统设置更加容易和灵活。

但是在每种情况下，系统都需要一个图像采集卡或一个接口卡。它的功能是减少主机PC的CPU负载。客户必须最终决定是要使用图像采集卡还是接口卡，两者的差异在于价格和技术设计。例如，图像采集卡在技术上更加复杂也更加稳定，因为它包括预处理和其他图像处理功能。

CoaXPress 2.0的优势

CoaXPress高达12.5Gbps，是目前市场上最快的接口之一。

客户经常会遇到USB3.0或者CameraLink允许的最大电缆长度小于10米的问题。CoaXPress可以满足长达40m并且拥有更高的带宽，甚至可以用低带宽桥接超过100米的电缆长度。

CoaXPress可通过同轴电缆实现数据传输和供电，从而轻松建立相机和PC质检的连接。CXP标准还与GenICam标准相结合，并对应于其他常规视觉标准。从软件的角度来看，这就是为什么该标准在PC软件和相机之间提供简单连接的原因。

图像采集卡技术与所用的相机的最佳组合使得即使在具有极低延迟时间的多相机系统中也能获得高精度的相机同步。

光虎视觉认为CoaXPress系统特别适用于需要多个高分辨率相机高速同步图像捕获的应用。例如，如果必须从多角度记录和评估沿传送带快速移动的物体以进行工业检测，则所有相机的精确触发和设备之间的同步对于正确分析而言都极为重要。这样的场景可以在半导体行业、生产自动化、医学、体育、运动分析等领域找到。

【来源：光虎工业镜头】

工业镜头和民用镜头区别在哪里？工业镜头方案怎么定制？

镜头

工业镜头泛指工业领域运用的各类专业光学镜头，具体的有远心镜头、变倍镜头、定倍镜头、多视野镜头等等。

工业镜头在光学系统中的位置类似于人的眼睛，主要作用是将检测物体的图像成像在相机的光感芯片上。

在工业领域，机器视觉运用的镜头主要是百万像素、五百万像素的工业镜头，在不同的使用场景下，对镜头的失真度、倍率系数等都有不同需要。

民用镜头分类很多，运用也更加广泛。针对于拍摄物体的不同，镜头也有所不同。

区别

1. 设计理念不同

工业镜头多是根据检测要求的不同进行专门配置，在设计中会更加有针对性。同时，由于镜头的功能被限定，设计中可以放松对其他功能的设计要求。比如工业中的远心镜头，为了达到高远心度，往往能够容忍图像的亮度不足，转而使用打光方案去弥补这个短板。

双侧远心镜头

民用镜头虽然有专业化趋势，但是通常不会极端地去优化某一个方面，而愿意放弃另一个方面。

2. 清晰度不同

镜头的共同点都是中间成像清晰，边缘分辨率则逐渐变低。

工业镜头经常使用在机器视觉检测之中，对于图像整体分辨率要求高，在选型中经常考察的就是边缘的清晰度。

3. 畸变要求不同

普通的民用镜头的成像畸变/失真的设计容忍范围一般在2~3%，这一值是刚好在人眼所能察觉的极限之下，不影响观感。

慕藤光自动变倍镜头超低畸变

而工业镜头的图像处理在计算机中进行，2~3%的畸变率足以导致计算机错误判断。因此工业镜头的畸变往往低于1%（宽松估计）。

工业镜头选型准备

工业镜头的针对性很高，在选型前首先需要想好的是自己的检测要求是什么，主要目的是什么。

其次就是检测的场景有没有限制，比如说场地比较小要尽量压缩工作距离，需要做转角镜头等等。

最后是关于相机的一些关键参数，比如靶面、接口等等。

镜头选型重要参数计算公式

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