鑒于圖像傳感器分辨率和幀速率的提高以及市場對高清影像需求的增長，目前機(jī)器視覺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。更高的壓縮比會限制機(jī)器視覺系統(tǒng)的精確度和性能。

 

設(shè)計(jì)人員目前在機(jī)器視覺領(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)器所帶來的不斷增長的數(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)器視覺攝像頭設(shè)計(jì)采用GigE接口，其分辨率就會由于可用帶寬的影響限于120fps的VGA 級別。如果采用500萬像素的圖像感應(yīng)器，幀速率就要降到可憐的5-10fps。

 

一些系統(tǒng)通過壓縮來解決帶寬不足的問題，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以覺察，所以大多數(shù)圖像細(xì)節(jié)可以丟失，但是機(jī)器視覺系統(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)器視覺產(chǎn)品還日趨小型化，大多數(shù)機(jī)器視覺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，比方說需要FPGA進(jìn)行編碼，用存儲器進(jìn)行幀緩沖等，這樣這就會增加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)也會明顯增加設(shè)計(jì)工作，大幅延長設(shè)計(jì)時(shí)間。

機(jī)器視覺攝像頭所采用的現(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)品市場中最常見的通用接口標(biāo)準(zhǔn)USB2.0雖然在機(jī)器視覺市場占一席之地，但在帶寬方面仍無法趕上其它接口標(biāo)準(zhǔn)，而USB3.0的到來改變了這一切。

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、傳輸快速及具競爭力的價(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，信號穩(wěn)定，可以一臺計(jì)算機(jī)同時(shí)連接多臺工業(yè)相機(jī)。并透過高速傳輸界面，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)可通過外部信號觸發(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、智能交通，機(jī)器視覺，科研，軍事科學(xué)，航天航空等眾多領(lǐng)域。