机器视觉与图像分析技术

项目成本及时间期限
机器视觉项目的成本相差很大。有几个这样的项目的成本不超过5000美元，其中包括硬件、预包装软件开发工具以及设备开发者的工时成本。不过，如此低廉的项目成本很可能不包括为了达到满意性能而对设备进行调整和调试的成本。
在成本范围的另一端，项目成本超过一百万美元。这类项目中最常见的可能就是在汽车和航空工业中对自动生产线的重大改进。根据一些供应商说，最常见的项目成本通常从数万美元到略高于十万美元不等。从管理层批准项目启动到视觉系统在生产中正常使用的项目期限通常不到六个月，而且常常只有一两个月。
并不令人惊讶的是，几乎所有视觉项目都从获得基本问题的答 案开始。这些问题的答 案充分地确定了视觉系统硬件的成本：需要多少台摄像机？必须具有多高的图像分辨率？彩色成像是否必要？每秒必须采集多少帧？用不用产生模拟输出的摄像机？如果这样，就需要选择一个帧接收板来将模拟信号转换成数字形式，在必要时还要图像帧的采集与外部触发事件同步（参考文献2）。
尽管一些用于模拟摄像机的帧接收器可以同时接收来自多个摄像机的输入，但是一次为一台摄像机提供一个接口的电路板更为常见。如果你选择具有数字接口的摄像机，你会使用能够进行图像处理和图像采集的"智能"摄像机吗？还是由摄像机将原始（未处理的）图像数据发送到主机PC进行处理？还有，数字摄像机采用哪种接口标准或总线与主机PC通信呢？适用于某些总线的数字摄像机需要帧接收器。但是，与用于模拟摄像机的帧接收器不同，用于数字摄像机的帧接收器不进行模/数转换。
与硬件相关的考虑因素可能会超越这些问题。而且，一些问题采用了通常正确的默认假设，即视觉系统的主计算机是一台运行标准版本Windows的PC。机器视觉系统有时候在实时操作系统下运行，而图像分析软件则经常在Unix 或Linux下运行。此外，与其它实时系统一样，许多实时视觉系统采用与Pentium)或Athlon器件不同的CPU。
摄像机接口
使摄像机与主机计算机接口仍然是视觉系统设计的一个关键问题。尽管出现了数字化接口的摄像机，尽管成像系统采用 IEEE 1394（也称为FireWire和i-Link）来与摄像机接口，但摄像机接口的选择仍值得仔细考虑。（正在迅速成为主流高速PC外设接口的 USB 2.0并不是工业成像领域的一个要素，这主要是因为，虽然其480 Mbps的数据传输速率名义上比最初版本的 FireWire 更高，但USB 2.0的以主机为中心的协议对于成像来说却比FireWire更慢。）
FireWire是消费类视频系统和家庭娱乐系统中流行的高速串行总线。这种即插即用的总线采用多点体系结构和对等层通信协议。该标准的最初具体化包括速率高达400 Mbps的数据传输。数据传输速率最终将达到3.2 Gbps。2003年1月，IEEE发布了1394b，而且其拥护者们期望不久就可以在视觉硬件中看到800Mbps的版本。
不过，尽管工业FireWire摄像机具有合理的成本，但它在消费类设备中的可用性在不断增加（在消费类设备中，所需的分辨率--有时候还有帧频--均比工业设备中所要求的更为适度），其纤细而柔软的串行电缆用起来很方便，其总线数字技术具有抗扰性，但选用这类摄像机仍然受到限制。
成本可能会限制 FireWire 在工业成像领域中的普及。工业 FireWire 摄像机的成本要比具有相同帧频和分辨率的工业模拟输出摄像机高。另一方面， FireWire 摄像机与模拟摄像机的成本比较有时候可能会产生误导。在具有内置 FireWire 端口的系统中，摄像机通常不需要额外的接口硬件。这种摄像机包括一个ADC（模/数转换器），而模拟摄像机则需要帧接收器来完成必要的ADC功能。
National Instruments公司的基于 Celeron 的 CVS-1454型小巧视觉系统（Compact Vision System）例证了为工厂环境设计的机器视觉硬件。虽然这一系统（右上）并非一个标准的办公室PC，但它包含三个FireWire端口从而不需要特殊的摄像机接口硬件。