鑒于圖像傳感器分辨率和幀速率的提高以及市場(chǎng)對(duì)高清影像需求的增長(zhǎng)，目前機(jī)器視覺(jué)面臨的瓶頸就是更高的帶寬需求。當(dāng)前系統(tǒng)只能在圖像質(zhì)量和壓縮比之間進(jìn)行折中。更高的壓縮比會(huì)限制機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的精確度和性能。

 

設(shè)計(jì)人員目前在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域面臨的一大挑戰(zhàn)就是：如何跟上高分辨率和高幀率圖像感應(yīng)器所帶來(lái)的不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)速率要求。設(shè)計(jì)人員竭盡全力在接口標(biāo)準(zhǔn)所能提供的帶寬范圍內(nèi)滿足所需的幀大小和幀率要求。設(shè)想一下，如果機(jī)器視覺(jué)攝像頭設(shè)計(jì)采用GigE接口，其分辨率就會(huì)由于可用帶寬的影響限于120fps的VGA 級(jí)別。如果采用500萬(wàn)像素的圖像感應(yīng)器，幀速率就要降到可憐的5-10fps。

 

一些系統(tǒng)通過(guò)壓縮來(lái)解決帶寬不足的問(wèn)題，這樣就能在較慢的接口上傳輸更高的分辨率及幀速率數(shù)據(jù)。但是，我們并不傾向于采用壓縮技術(shù)，尤其是在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中更不宜采用壓縮，因?yàn)閴嚎s存在兩大不足：一是圖像質(zhì)量，二是設(shè)計(jì)緊湊性。最新壓縮算法的設(shè)計(jì)理念是使用漸進(jìn)刪除圖像細(xì)節(jié)的方法來(lái)降低必要的比特率。

與消費(fèi)類應(yīng)用不同的是：消費(fèi)類應(yīng)用中，因?yàn)槿搜垭y以覺(jué)察，所以大多數(shù)圖像細(xì)節(jié)可以丟失，但是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)捕獲的圖像則要由圖像分析軟件進(jìn)行精確計(jì)算處理，因此，我們就必須捕獲到保留所有圖像細(xì)節(jié)的原始數(shù)據(jù)。此外，機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品還日趨小型化，大多數(shù)機(jī)器視覺(jué)攝像頭就像一顆超緊湊的冰塊，還不到1立方英尺大小。

然而，要支持壓縮技術(shù)，就需要更多的硬件，比方說(shuō)需要FPGA進(jìn)行編碼，用存儲(chǔ)器進(jìn)行幀緩沖等，這樣這就會(huì)增加PCB占位面積，進(jìn)而使最終產(chǎn)品尺寸增大。此外，采用更多壓縮組件也會(huì)增加系統(tǒng)材料清單成本，使設(shè)計(jì)復(fù)雜化，同時(shí)也會(huì)明顯增加設(shè)計(jì)工作，大幅延長(zhǎng)設(shè)計(jì)時(shí)間。

機(jī)器視覺(jué)攝像頭所采用的現(xiàn)有接口標(biāo)準(zhǔn)(GigE、IEEE1394b和CameraLink)分別支持獨(dú)特的功能，但這些接口標(biāo)準(zhǔn)要權(quán)衡帶寬、封裝、成本和功耗等各方面的要求，難以做到一勞永逸。計(jì)算和消費(fèi)類產(chǎn)品市場(chǎng)中最常見的通用接口標(biāo)準(zhǔn)USB2.0雖然在機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)占一席之地，但在帶寬方面仍無(wú)法趕上其它接口標(biāo)準(zhǔn)，而USB3.0的到來(lái)改變了這一切。

有了USB3.0，設(shè)計(jì)人員就能擁有更高的帶寬。USB3.0支持5Gbps的高數(shù)據(jù)速率，是USB2.0(480Mbps)的10倍之多。經(jīng)過(guò)8b/10b編碼，USB3.0能為數(shù)據(jù)提供4Gbps的可用帶寬。USB3.0繼續(xù)支持USB2.0的批量和同步傳輸機(jī)制，從而能分別確保數(shù)據(jù)交付和帶寬。就同步傳輸而言，USB3.0得到顯著增強(qiáng)。USB3.0的傳輸速度從USB2.0的24MBps提升到了384MBps，相當(dāng)于USB2.0的16倍，需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的應(yīng)用則能從該速度提升中受益匪淺。

目前已有許多廠商推出USB3.0機(jī)器視覺(jué)攝像頭，其中維視圖像小型USB3.0接口高速工業(yè)數(shù)字相機(jī)以高品質(zhì)圖像、傳輸快速及具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格而聞名,采用CCD/CMOS作為傳感器，并具有彩色，黑白兩類產(chǎn)品，圖像質(zhì)量高，顏色還原性好，以USB3.0作為輸出，信號(hào)穩(wěn)定，可以一臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)連接多臺(tái)工業(yè)相機(jī)。并透過(guò)高速傳輸界面，幀速率最高可達(dá)120幀/秒。MV-VDM小型USB3.0接口高速工業(yè)數(shù)字相機(jī)可通過(guò)外部信號(hào)觸發(fā)采集或連續(xù)采集，提供優(yōu)越的圖像品質(zhì)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測(cè)、智能交通，機(jī)器視覺(jué)，科研，軍事科學(xué)，航天航空等眾多領(lǐng)域。