一. Dalsa相機軟件整體架構

二. 相機編號說明以及軟件要求

三. 相機硬件參數

1. 相機接口
   
   
2. 相機DB15引腳定義
   
3. 相機外型尺寸圖
   

三. 相機基本參數

1. 相機整體參數
   

2. 傳感器參數
   
   最高采樣幀率情況下每幀時間：1/4500010001000=22us

3. 傳感器中感光單元的排列方式
   雙線性彩色相機基于Teledyne DALSA的雙線性CMOS傳感器，并設計為使得該雙線傳感器的第一行具有紅色（R）和藍色（B）交替像素，而第二行具有所有綠色（G）像素。G通道可以用作單色輸出。
   
   傳感器線路之間沒有間隔。當圖像經過兩行像素時，同一圖像位置的紅/藍和綠分量在不同的時間被捕獲，如行間距所指示的。相機會自動校正行間距，以確保輸出時圖像像素的紅/藍和綠分量都對齊。然而，只有當對象像素大小為正方形時，這才是正確的；即對象在一個EXSYNC周期內移動的距離等于對象像素的寬度。

4. 相機偽影校正
   

   在某些應用中，可能無法實現“方形”物體像素作為透鏡放大率和/或距離的微調.當無法生成方形對象像素時，顏色偽影將在掃描方向上發生，并且在尖銳的邊緣過渡處尤為明顯。邊緣偽影的大小與像素離正方形的距離成比例。為了糾正這一點，相機有一個功能，即線空間校正，它允許對相機用于校正線間距的補償機制進行微調。此功能的默認設置為1，它是為方形對象像素設置的。該設置可以從0調整到3，以補償矩形像素——無論它們是太長還是太短。以下圖像偽影的示例示出了應用特定空間設置之后的從黑到白的圖像轉換以及相關聯的校正圖像。

   
   當攝影機不垂直于對象表面時，它將顯示顏色。當相對于成像平面的相機以陡峭的角度成像時，視差失真增加。這是由三種單獨顏色的行間距引起的光學效果。這種間距導致在高角度下每條線的放大率不同。如下圖所示，在圖像的兩端有顏色失真，但在圖像的中心沒有顯示顏色失真。
   使用相機視差校正功能，可以調整每條線的光學放大率，以便在不影響中心的情況下，將顏色排列在圖像的末端。使用“圖像失真校正模式”功能可以打開此功能。使用“圖像扭曲校正線選擇器”功能，用戶可以選擇紅色和綠色來校正失真。筆記紅色和綠色線將調整為與中心藍色線對齊。圖像失真
   

四. 軟件參數設置列表

• Camera Information Category：可以通過控制應用程序檢索相機信息。讀取相機型號、固件版本等參數，以唯一識別連接的Linea GigE設備。這些功能通常是只讀的。GigE Vision應用程序檢索這些信息以識別相機及其特性。
• Sensor Control Category：Linea GigE傳感器控制將傳感器特定功能分組。該組包括對線速率、曝光時間等的控制。灰色參數是只讀的，無論是始終還是由于另一個功能被禁用。黑色參數由用戶在CamExpert中設置或通過成像應用程序進行編程。
• I/O Control Category：Linea GigE I/O控制將用于配置外部輸入和基于這些輸入的采集操作的功能分組，以及到其他設備的攝像頭輸出信號。灰色參數是只讀的，無論是始終還是由于另一個參數被禁用。黑色參數由用戶在CamExpert中設置或通過成像應用程序進行編程。
• Counter and Timer Control Category：Linea GigE計數器和計時器控件對用于配置各種輸入線和信號邊緣檢測的采集計數器和計時器的參數進行分組。灰色參數是只讀的，無論是始終還是由于另一個參數被禁用。黑色參數由用戶在CamExpert中設置或通過成像應用程序進行編程。
• Advanced Processing Control Feature Descriptions：Linea GigE高級處理控件，如CamExpert所示，對用于配置平面場校準的參數進行分組。灰色參數是只讀的，無論是始終還是由于另一個參數被禁用。黑色參數由用戶在CamExpert中設置或通過成像應用程序進行編程。
• Acquisition and Transfer Control Category：Linea GigE采集和傳輸控制對用于配置設備可選采集模式的參數進行分組。這些特征提供了將采集耦合到傳輸（基本模式）或將采集與相機傳輸模塊和主機傳輸模塊二者解耦的機制。
• Event Control Category：Linea GigE事件控件對用于配置相機事件相關功能的參數進行分組。灰色參數是只讀的，無論是始終還是由于另一個參數被禁用。黑色參數由用戶在CamExpert中設置或通過成像應用程序進行編程。
• Linea GigE GigE Vision：傳輸層控制將用于配置與GigE視覺規范和以太網連接相關的功能的參數分組。灰色參數是只讀的，無論是始終還是由于另一個參數被禁用。黑色參數由用戶在CamExpert中設置或通過成像應用程序進行編程。
• GigE Vision Transport Layer Feature Descriptions：介紹了這些參數及其視圖屬性和所需的最低相機固件版本。此外，設備版本列將指示哪個參數是DALSA功能命名約定（由DFNC表示）與GenICam標準功能命名約定的成員（SFNC未顯示）。
• GigE Vision Host Control Category：用于配置主機系統GigE視覺功能的組參數，用于Linea GigE網絡管理。這些參數都沒有存儲在任何Linea GigE相機中。
• File Access Control Category：CamExpert中的文件訪問控制允許用戶快速將各種數據文件上傳到連接的Linea GigE。支持的數據文件用于Linea GigE固件更新和平面場系數。

1. Sensor Control Category

2. I/O Control Category

3. Counter and Timer Control Category

4. Advanced Processing Control Category

(1) 平場校正介紹

平面場校正函數（FFC）包括每個像素使用兩個系數，用于校正相應像素的增益和偏移。這些校正補償了每個相機傳感器特有的光響應不均勻性 (Photo Response Non-Uniformity，PRNU)和固定模式噪聲（fixed-pattern noise，FPN）。對于CMOS傳感器，必須在與相機使用相同的條件下執行FFC校準。曝光時間和相機內部溫度需要與預期操作條件相似，否則CMOS傳感器的變化（溫度和曝光）將導致FFC校準無效。Linea GigE相機具有多個FFC用戶存儲空間來存儲校準數據，允許用戶存儲不同優化曝光設置的FFC數據。下圖說明了相機的數字處理流程:

(2) 平面場校正算法描述

DALA相機平場校正公式：
$$newPixelValue[x]=(sensorPixelValue[x]?FFCOffset[x])?FFCGain[x]$$

其中：

• $[x]$是平場校正像素坐標。
• $newPixelValue$是應用平面場校正后的像素值。
• $sensorPixelValue$是應用平面場校正之前的像素值。
• $FFCOffset$是要從$sensorPixelValue$中減去的偏移系數值。
• $FFCGain$是與$sensorPixelValue$相乘的增益系數值
• 重要提示：$FFCOffset$和$FFCGain$是根據許多相機特定特征值（不可見$DFNC$特征）計算得出的衍生因子。直接從平面場系數文件中讀取這些值對用戶來說毫無意義。

(3) 平場校正文件

平面場系數文件是一個標準的16位TIFF文件。Sapera應用程序（如CamExpert）創建一個新的SapBuffer對象，其寬度與傳感器相同，但行數是傳感器的兩倍。這提供了存儲偏移和增益平場校正數據的空間。平場校正偏移數據包含在新緩沖區的上半部分，而增益緩沖區位于下半部分。Sapera應用程序使用SapBuffer::Save和-format-tiff選項保存新的緩沖區，該選項允許在不丟失有效位的情況下保存數據。

重要提示：在校準之前，Linea GigE應通電足夠長的時間以達到其標稱溫度（至少30分鐘）。低的環境溫度可能會增加相機達到穩定內部溫度所需的時間。
重要提示：在校準過程中，不應訪問或修改其他Linea GigE功能。
通過CamExpert或用戶應用程序進行校準：平場校準期間使用的曝光和幀速率應與相機應用程序中使用的曝光設置類似。

(4)平場校正調節方法

相機校準包括FPN（固定模式噪聲）校正、PRNU（光子響應不均勻性）校正、顏色校正等操作。最常用的操作是FPN和PRNU校正。它們統稱為平場校正（FFC）。相機校準的目標是在用戶的應用程序設置中對均勻的白色物體進行成像時，產生所需級別的均勻、白平衡和顏色校正圖像（如果需要）。FFC功能分為高級處理類別。對于顏色校正，可以使用CamExpert提供的工具。

1. 準備一個全黑暗和全白色的視野
   全白環境：例如干凈、均勻照明的白墻或鏡頭稍微失焦的無光澤紙。理想情況下，應使用直接對準透鏡的受控散射光源。
   全黑環境：一個鏡頭蓋遮擋。

2. 獲取全黑環境的像素直方圖
   合上相機鏡頭光圈，并用鏡頭蓋蓋住鏡頭。使用CamExpert軟件，單擊抓取按鈕，然后單擊直方圖按鈕。下圖顯示了Linea GigE軟件抓取暗圖像的典型直方圖。
   
   在本例中，幀的平均像素值接近黑色。還要注意，由于一個或多個“熱像素”，傳感器可能會顯示出更高的最大像素值。

3. 獲取全白環境的像素直方圖，根軍直方圖調整鏡頭光圈
   將相機對準漫射光源或均勻照明的白色墻壁，確保上面沒有陰影。使用CamExpert軟件，單擊抓取按鈕，然后單擊直方圖按鈕。調整鏡頭光圈，使直方圖中像素平均值約為200左右的亮灰色（對于8位像素）。下圖顯示了Linea GigE軟件抓取亮灰色圖像的典型直方圖。
   
   重要提示：在此示例中，幀的平均像素值為亮灰色。還要注意的是，由于一個或多個“熱像素或死像素”，傳感器可能顯示出更高的最大像素值或更低的最小像素值。傳感器規格考慮了少量的熱像素、卡住像素或死像素（在為該傳感器指定的整個動態范圍內對光沒有反應的像素）。

4. 在執行FFC之前，我們強烈建議您評估“裸圖像”特性。裸圖像質量決定將應用于圖像的FFC的質量。要獲得裸圖像，請禁用FPN、PRNU和顏色校正系數，將白平衡、紅色、綠色和藍色增益設置為1x，并將系統增益設置為1x。

   通過在Advanced Processing類別下的Color Transformation Matrix Selector選項中選擇“NoCorrectionFactorySet”來禁用顏色校正系數
   
   將紅色、綠色和藍色增益設置為1x。在Sensor Control category類別下的Gain Selector中逐個選擇四個選項
   
   

5. 從Flat Field Correction Mode中選擇off
   

6. 相機現在可以制作裸圖像了。可以通過線條輪廓工具評估裸圖像質量。
   以下是白色均勻對象的裸圖像的示例線輪廓
   
   線形是否良好主要由三個因素決定：
   1） Flatness平坦度：在這種情況下，由于線條輪廓代表平坦的場，因此越平坦越好。然而，由于透鏡的明暗處理效果，光線會向邊緣衰減，導致邊緣輸出低于中心區域輸出。這導致邊緣的噪聲水平高于應用FFC的圖像中的中心區域。較小的光圈開口和較長的焦距可以減少鏡頭的陰影效果。在一些要求苛刻的應用中，應考慮優化的低遮光透鏡

   2)Height高度：平均輸出水平越接近校準目標越好。如果電平高于目標是可以的，但不希望比目標低得多。與目標相比，在校正PRNU后，極低的輸出將使噪聲電平顯著升高，從而使SNR和/或DNR可能無法滿足應用程序的要求。為了避免這種情況，輪廓應達到盡可能接近校準目標的水平。為了調整輪廓高度，曝光時間、光強、光圈開口（這可能與平面度相沖突）和透鏡吞吐量指數等都是需要考慮的因素。畢竟，所有這些的目的都是為了增強照明。

   3） Matching匹配：三個RGB線條輪廓彼此越接近越好。顏色之間的較大間隔表示顏色之間的噪聲水平不同。從理論上講，最好是三種配置文件都匹配。然而，在實踐中，它們沒有必要完全重疊，只需要你試著讓它們盡可能靠近。不同波長范圍的光會影響匹配程度。因此，需要考慮應用程序中使用的過濾器。如果盡管做出了上述努力，你仍然沒有達到目標，那么是時候使用增益功能了。您可能希望使用白平衡增益將每種顏色的峰值調整為類似的DN值，并使用系統增益將三種顏色的峰強度調整為所需的DN級別。請記住，從SNR的角度來看，增益的改變根本不會提高圖像質量。所有增益都是數字乘法器，因此，增益會放大信號和噪聲

   請記住以下幾點：
   1.確保攝像頭的溫度處于穩定狀態。這可能需要在通電后30分鐘或更長時間。
   2.所有參數應符合您的應用規范。如果在FFC完成后更改參數，則FFC結果將不再相關。當參數發生變化時，應考慮重新運行FFC。

7. FPN Correction
   步驟1：蓋上鏡頭（將傳感器置于黑暗中）。
   步驟2：從Flat Field Correction Mode下拉菜單中選擇off，然后檢查線條輪廓/直方圖。如果部分或全部像素輸出為零，則應調整黑電平偏移值，以確保所有像素的輸出都在零以上。黑電平偏移調整位于Sensor Control category類別中
   

   步驟3：從Flat Field Correction Mode下拉菜單中選擇Calibration。
   

   步驟4：從Flat Field Calibration Sample Size中選擇4096或2048。4096選項返回更準確的結果；而2048選項減少了計算時間。
   步驟5：按下Calibrate FPN（校準FPN）菜單中的Press…（按下…）命令。
   

8. PRNU校正
   步驟1。在相機視野內放置一個一個白色平面目標。使用紙張的結果可能產生所謂的顆粒效應，即在抓取的圖像中顯示可見的垂直線。有兩種常見的方法來校正顆粒效應：
   1）在進行PRNU校正時保持物體移動。
   2）在執行PRNU校正時對鏡頭進行散焦，并在完成后重新聚焦。
   從平面場校正模式下拉菜單中選擇off，然后檢查裸圖像線輪廓。我們將使用上圖作為示例，并假設它是可以接受的。

   步驟2。從m Flat Field Correction Mode下拉菜單中選擇Calibration。
   步驟3。從Calibration Algorithm（校準算法）下拉菜單中選擇Basic (in general, otherwise select Low Pass Filter)。
   步驟4。如有必要，調整平場校準目標（DN）中的校準目標。200DN是常用的典型目標。該目標值可以高于或低于從裸圖像中觀察到的峰值。
   步驟5。從平面場校準樣本大小下拉菜單中選擇4096或2048。
   步驟6。按下Calibrate PRNU（校準PRNU）菜單中的Press…（按下…）命令。
   
   步驟7。從Flat Field Correction Mode下拉菜單中選擇Active，將校準的FPN和PRNU參數應用于未來成像。您可以使用線路配置文件檢查結果
   
   如上所述，PRNU校正功能不僅執行了平場校正，還執行了白平衡。
   步驟8。您可能希望保存FFC結果以備將來使用。如果不保存，一旦相機斷電，FFC結果就會丟失。單擊Camera Information類別中的Powerup Configuration parameter參數中的Setting…
   
   在Power-up Configuration對話框中，為Camera Power-up configuration和Load / Save configuration選擇四個UserSets之一，然后按Save按鈕。這將確保下次打開相機時相機加載保存的參數。
   

5. Image Format Control Category

Binning解釋

Binning是將兩個（或多個）相鄰像素上的電荷組合在一起的過程。這導致光靈敏度增加，因為捕獲光子的傳感器面積是傳感器面積的兩倍。傳感器空間分辨率降低，但是改進的低光靈敏度加上較低的信噪比可以解決困難的成像情況。用戶可以使用CamExpert在Linea GigE上評估裝倉函數（因子為2x）的結果。
Linea GigE獨立支持水平和垂直裝箱。在相機內的多條采集線上執行垂直裝倉。因此，當啟用裝倉時，虛擬幀緩沖區的高度會自動減小。還要注意，裝倉是以數字方式執行的，因此采集線速率沒有增加。下圖說明了裝箱

6. Acquisition and Transfer Control Category

Acquisition Buffering

所有采集都在內部進行緩沖，并盡可能快地傳輸到主機系統。該內部緩沖區允許不間斷的采集，無論可能發生任何傳輸延遲（例如采集速率快于千兆以太網鏈路或IEEE Pause幀）。只有當內部緩沖區被消耗時，才會生成圖像丟失事件。該相機有一個256MB的塊。存儲器的一部分可以保留用于數據包重新發送，但會丟失累積幀