3. 图像采集与相机配置

在 MERLIC 的流程设计里，图像采集是整个视觉任务的起点。无论后续是模板匹配、测量、OCR 还是深度学习分类，第一步都必须把真实世界的图像稳定、可重复地送进流程。MERLIC 把采集抽象成“图像源（Image Source）”这一概念：它既可以是工业相机，也可以是磁盘上的图像文件或图像序列。理解这三类图像源的差异、连接方式和参数含义，是搭建可靠流程的前提。

一、三类图像源与连接方式

MERLIC 的图像源主要分为三类。第一类是相机图像源，通过 GigE Vision、USB3 Vision 或 GenICam 兼容接口连接工业相机，实时取流；第二类是图像文件源，加载单张静态图片，常用于算法调试和离线验证；第三类是图像序列源，按文件名顺序或时间戳依次读取一组图片，模拟连续采集，适合在没有相机时验证流程的时序行为。

连接工业相机时，MERLIC 通过 GenICam 标准读取相机的功能描述文件（XML），因此相机型号、分辨率、像素格式、曝光、增益、触发模式等参数都会自动出现在配置界面中。实际工程中，建议先用厂商工具（如 MVTec 的 GigE Vision 配置工具或相机自带 SDK）确认相机能被发现、IP 可达、能正常取流，再回到 MERLIC 中建立图像源。这样可以避免把网络问题误判为 MERLIC 配置问题。

二、采集参数配置

相机图像源建立后，需要配置一组关键采集参数。这些参数直接决定图像质量，也影响后续算法的稳定性。

• 曝光时间（Exposure Time）：单位通常为微秒。曝光越长图像越亮，但运动物体容易产生拖影。例如检测传送带上快速移动的零件，曝光可设为 200～500 μs；静态检测可放宽到 5000 μs 以上。
• 增益（Gain）：对传感器信号做电子放大。增益提高会同时放大噪声，因此优先增加曝光，增益只作为补充。示例中可将增益控制在 0～6 dB。
• 像素格式（Pixel Format）：常见 Mono8、Mono12、BayerRG8、RGB8。单色检测用 Mono8 即可；需要颜色区分时用 Bayer 或 RGB。注意 Mono12 数据量更大，但动态范围更好。
• 触发模式（Trigger Mode）：分为连续采集（Free Run）和触发采集（Trigger）。触发源可以是软件触发、硬件线触发或编码器触发。
• ROI（感兴趣区域）：只读取画面中真正需要处理的部分，可显著降低数据量和处理时间。例如整幅 2448×2048，若只关心中央 1200×800，可设置对应 ROI。

配置时建议遵循“先固定、后优化”的顺序：先确定像素格式和 ROI，再调曝光使图像亮度适中（灰度直方图不贴边），最后按需微调增益。MERLIC 的图像源配置界面通常提供实时预览和直方图，便于边调边看。

三、触发与同步基础

在自动化产线上，相机不能自由连续拍摄，必须与运动或外部事件同步，否则拍到的位置会漂移。触发就是解决“什么时候拍”的问题。

软件触发由 MERLIC 流程内部发出信号，适合节拍不严格或调试阶段。硬件触发由外部传感器（如光电开关、PLC）通过相机的触发输入线给出电平或脉冲，响应更确定，适合高速产线。编码器触发则按运动距离等间隔触发，常用于传送带上的等距拍摄。

同步还涉及多相机或多设备协同。若两台相机需要拍摄同一时刻的不同视角，可让它们共用同一个触发源，并设置相同的触发延时；若需要错开，则给其中一台加固定延时。MERLIC 中可通过流程变量或外部信号控制触发时机，把采集与后续处理串成稳定的节拍。

四、图像文件与图像序列的使用

没有相机时，图像文件源和图像序列源是很好的替代。图像文件源适合反复验证同一个算法：把一张有代表性的图片设为源，调整工具参数直到结果稳定，再换其他图片测试泛化性。图像序列源则按文件名排序依次读取，例如 part_0001.png、part_0002.png……可以模拟连续来料，验证流程在循环执行时是否会出现状态残留或结果累积问题。

使用序列时要注意两点：一是文件命名必须能正确排序，避免出现 img10 排在 img2 前面的情况；二是序列播放速率与真实产线节拍可能不同，它只用于逻辑验证，不能替代真实相机做时间性能评估。

五、采集配置检查清单

完成采集配置后，可按下面这份清单逐项确认，减少现场返工。

把采集这一层做扎实，后续的匹配、测量和判定才有稳定的输入。实际项目中，很多“算法不稳定”的问题，根源都在采集端：曝光漂移、触发抖动、ROI 设置不当或序列顺序错误。因此，在进入工具链设计之前，先花时间把图像源和采集参数调好，是性价比最高的一步。