4. 图像采集基础

图像采集是XG-X视觉检测链路的起点，采集质量直接决定后续定位、测量与缺陷判定的上限。本节围绕四个相互关联的环节展开：相机参数设置、触发方式选择、曝光与增益调节、图像保存与回放。理解它们之间的因果关系，比记住某个菜单项更重要。

一、相机参数设置：先让相机与控制器"对上话"

在XG-X中接入相机后，第一步不是急着调曝光，而是确认相机被正确识别并完成基础参数配置。典型流程是：在相机设置界面选择相机型号（如CA系列、CV系列或第三方GigE相机），确认分辨率、像素格式、帧率与传输带宽。像素格式建议优先选择Mono8用于灰度检测，彩色检测则用BayerRG8或RGB24；若选择过高的位深（如Mono12），需确认数据带宽是否超出GigE链路能力，否则会出现丢帧。

相机参数中还有几项容易被忽略但影响很大：一是ROI（感兴趣区域），缩小ROI可显著提升帧率，例如从2048×1536缩小到1024×768，帧率可能从30fps提升到60fps以上；二是镜像与旋转，用于匹配机械安装方向，避免后续坐标换算混乱；三是白平衡与伽马，彩色检测时需固定白平衡，否则同一产品在不同时间可能呈现不同颜色。参数设置完成后应保存为相机配置文件，便于换线或重启后快速恢复。

二、触发方式：决定"什么时候拍"

触发方式决定了图像采集与产线运动的同步关系。XG-X常用触发方式包括内部触发（自由运行）、外部硬件触发和软件触发。内部触发适合调试和静态检测；外部硬件触发通过光电传感器或编码器信号触发，是产线动态检测的主流方式；软件触发则由程序指令发起，适合与上位机联动的场景。

选择触发方式时需关注三个参数：触发沿（上升沿/下降沿）、触发延迟和触发滤波。触发延迟用于补偿传感器到相机之间的机械距离，例如传感器与相机间距50mm、产线速度500mm/s，则延迟约100ms。触发滤波用于抑制抖动，避免误触发。若使用编码器触发，还需设置分频系数，使相机在固定位移间隔下采集，保证不同速度下图像位置一致。

三、曝光与增益：亮度调节的两条路径

曝光时间和增益都能提升图像亮度，但代价不同。曝光时间延长可增加进光量，提升信噪比，但会引入运动模糊；增益是对信号的电子放大，响应快但会同步放大噪声。工程上的原则是：优先加曝光，曝光到上限后再补增益。

以检测静止金属件表面划痕为例，若图像偏暗，可先将曝光从1ms逐步提升到3ms，观察直方图是否右移且不过曝；若产线速度较高、曝光不能超过2ms，则保留2ms曝光，将增益从0dB提升到6dB，同时观察噪声是否影响划痕对比度。判断依据是：目标区域灰度值落在120~200之间，背景与缺陷的灰度差大于30，且图像无明显噪点。

XG-X中还可使用自动曝光/自动增益功能快速找到基准值，但量产中建议锁定为手动值，避免因产品反光变化导致亮度波动。若现场光照不稳定，可配合光源控制器进行亮度闭环，而不是频繁改相机参数。

四、图像保存与回放：让问题可追溯

图像保存策略需根据用途区分：调试阶段可保存原始图像（BMP/PNG）用于离线分析；量产阶段通常只保存NG图像和关键OK图像，避免磁盘写满。XG-X支持按触发计数、按判定结果或按时间间隔保存，保存路径建议按日期/班次/相机编号分层。

回放功能用于复现检测过程。将保存的图像序列导入XG-X的回放模式，可重新运行同一套检测程序，观察参数调整前后的判定差异。回放时需注意：若图像保存时经过压缩（如JPEG），回放结果可能与原始采集存在细微差异，因此用于算法验证的图像应保存为无损格式。

综合来看，相机参数设置解决"能不能采"，触发方式解决"何时采"，曝光与增益解决"采得清不清楚"，保存与回放解决"出了问题能不能查"。四者构成一个闭环：任何一环设置不当，都会在后续检测中表现为漏检、误检或无法复现。实际调试时，建议按"先静态调参、再动态触发、后锁定曝光增益、最后配置保存"的顺序推进，每步都用直方图和回放验证，避免多参数同时改动导致问题定位困难。