工业相机和科学相机能够经过各种图画传感器（相机成像器）选项结束惊人的速度和分辨率。相机技能的前端传感器规划不断开展，后端相机接口也在不断开展。视觉体系引入新的联接器和电缆持续推动成像运用边界的扩展，结束更高的带宽和更牢靠的数据传输。
谈及最简略运用的数字接口时，没有什么能比得上USB（通用串行总线）。这种即插即用的接口诞生于1996年左右，而且当时已经有了一些明显的改善。演化进化至USB3版别后，成像作业产生了天翻地覆的改动，推动了千兆速度的广泛。如今，USB3已成为成像作业的主要产品，而且开展速度不断加速。
USB3的第一个迭代是USB 3.0，经过USB 3.1 Gen 1和USB 3.2 Gen 1等屡次更名。终究，USB超过了USB2 480Mbit/s的速度捆绑，最高抵达5Gbit/s。USB3联接器已广泛运用于各种产品，果然如此，在工业和科学成像商场中，这款联接器也找到了一条持续开展壮大的路程。
如图1所示，这款联接器支撑装备紧凑型传感器（小至1/2.8"）（搭载于新款Teledyne Lumenera Lt系列板级相机）的相机，以及行将上市的Teledyne Imaging相机搭载的大靶面APS-C传感器。
USB3标准运用了多种联接器。标准USB3 Type-A等联接器最常见于计算机和其他用于从相机捕获图画的主机设备。USB3 Type-B和USB3 Micro-B接口是工业相机最常运用的两种联接器，因为这两种接口的锁定联接器有助于固定长达10米的电缆。因为USB成为计算机和许多其他电子设备的标准联接器，大多数设备均可选用这种从相机传输图画数据必需的硬件。无需购买图画收集卡、特别组件和电缆，USB3相机能够供给性价比高的设置，而且能够进行许多安顿，但并不会添加视觉体系的意外本钱。如需了解各种USB3相机选项，请拜访Teledyne Lumenera USB3相机产品页。
除物理接口外，还经过依据GenICam™通用编程接口的USB3 Vision®供给软件支撑。USB3 Vision容许视觉体系在晋级到新相机后持续运用相同的软件途径。经过运用支撑相同标准化USB3 Vision软件的Lt-C/M4020B板级相机等相机，规划人员能够更改视觉体系的物理结构，无需担心产品的兼容性问题。有许多依据USB3 Vision途径的软件包。依据不同的制造商和所需功用，能够缩小软件的挑选范围。USB3 Vision软件的示例包含Teledyne Imaging供给的LuCam和Sapera。
自2006年以来，运用GigE Vision®即可结束牢靠的高速图画捕获。经过运用Cat5和Cat6等以太网网络电缆，工业相机能够运用GigE Vision标准来结束一系列图画捕获速度。在工业成像作业中，最常见的速度在1-5Gbit/s之间。
GigE Vision标准依据Internet协议标准，承受AIA监管。经过GigE相机将网络硬件集成到视觉体系中，运用户具有能够远程24/7全天候操控多台相机的优势。具有无缺的GigE Vision体系，运用的全部相机都能够在同一软件途径上作业。无需实践安顿，相机就能够运用精确时刻协议（PTP）与同步时刻戳同步作业。这意味着多相机拓扑是开发GigE视觉体系的要害优势。
望文生义，1GigE相机能够抵达1Gbit/s的速度。这种类型的带宽经过标准网络电缆（如图2所示）传输到主机PC或网络交换机。运用网络交换机的意图在于能够轻松同步许多联接设备，例如与PTP联接的设备。可是，PTP仅作为保证相机之间时刻戳同步的一种办法，因而需求结束其他的共同功用，例如Teledyne DALSA的GigE相机中的功用，以彻底同步GigE Vision体系中的相机，结束一同图画捕获。这意味着能够严厉操控多台相机的图画收集，以防止相机预计图画拍摄时刻与图画捕获时刻不共同。
GigE相机的另一个重要优势是能够牢靠保持这些速度，以便能够在工厂自动化和查看等运用中持续运用，电缆长度可达100米。如需查看Genie Nano 1GigE相机的无缺清单（比如图3中列出的相机），请拜访Teledyne DALSA产品页。
望文生义，5GigE相机的速度最高可达5Gbits/s。这意味着带宽行进了五倍，但运用5GigE相机和接口相关的本钱很可能会低得多，仅略高于1GigE。实在的价格差异取决于相机的传感器挑选。5GBASE-T链接速度能够结束提速。因而，5GigE视觉体系可能会导致本钱添加，但假定体系容许，则速度会大幅行进。
每台相机均选用GigE标准后，体系能够在简略的软件上作业，例如Teledyne Imaging Sapera途径，然后有助于OEM类型运用充分运用每台相机的功用。
有关需求最大数据吞吐量的运用，请参阅Teledyne DALSA供给Genie Nano 5GigE系列相机。选用标准Genie Nano相机机身和Genie Nano XL外形标准的Genie Nano 5GigE相机组如下图4所示。
TurboDrive™能够行进标准GigE相机所抵达的速度，然后有可能将标准数据传输速率行进一倍。Teledyne DALSA这一非比寻常的晋级能够使595Mbytes/s的典型5GigE联接速度几乎翻倍，最高可达985Mbytes/s。TurboDrive不依赖彻底不同的硬件，而是选用Teledyne DALSA相机现有的GigE联接，能够将速度行进20-150%。这种功用晋级不会使视觉体系面对数据丢掉添加的风险，相反地，运用TurboDrive的相机一般能够以两倍的帧率作业。因为帧率行进，这使得装配线成像等运用能够以双倍速度作业，然后使生产速度高效翻倍。该技能适用于1/4"和APS-H传感器画幅的各种Genie Nano GigE产品（包含1GigE和5GigE），如图5所示。
对USB和GigE等接口标准的命名和速度的理解可能会令人十分困惑。为说明这两种接口的详细状况，Teledyne Lumenera在博文《USB和GigE：成像体系相机接口的演化》中深入议论了这两种接口。
CoaXPress
与USB3或GigE相机不同，CoaXPress（CXP）运用需求联接到图画收集卡的同轴电缆。图画收集卡也称收集卡。主机中搭载图画收集卡，能够协助处理相机传输的图画数据。需求图画收集卡来运用CXP相机捕获图画，长处是功用明显行进。图画收集卡作为主机的物理晋级设备，赋予整个视觉体系更多的才干来处理图画数据并添加体系的全体带宽。运用相机反面的多个联接器和图画收集卡，能够添加单台CXP相机的带宽，然后翻开更多通道让数据流经过。图6举例说明了Teledyne DALSA Xtium系列图画收集卡，其间四个同轴联接器将坐落计算机反面面板上。
CXP相机的反面最多能够包容四个联接器，如图7所示。该接口能够在每个通道上结束6.25Gbit/s的速度。全部这些通道都刺进一个图画收集卡时，视觉体系能够使带宽结束最大化。单通道速度乘以4以及一个搭载Genie Nano CXP相机的视觉体系能够结束高达25Gbit/s的速度。这些速度是CXP6标准的一部分，能够运用最长35米的同轴电缆得以结束。
如需了解CXP相机的全部挑选，请拜访Teledyne DALSA Genie Nano CXP相机产品页，有关CXP相机图画收集卡相关的信息，请查看图画收集卡产品页。
Camera Link接口
关于标准化相机接口，Camera Link（如图8所示）的规划简略牢靠，可改善相机和图画收集卡之间的联接。Camera Link首发于2000年，随后更新至Camera Link 2.0，供给了新的选项，例如用于小型相机的Mini Camera Link联接器、Power over Camera Link（PoCL）和PoCL-Lite（更小的PoCL电缆）。
运用Camera Link，电缆最长可达10米，而在全/80-bit容量下，最长可支撑7米的电缆。Camera Link相机一同具有全输出和80-bit输出，需求两条电缆联接至图画收集卡，以充分运用最大图画数据吞吐量。
在根本装备中，Camera Link相机运用单根电缆的速度可抵达255Mbyte/s，在Deca装备中运用两根电缆速度可抵达850Mbyte/s。此外，视觉体系还能够将双基装备中的两台相机联接至一个图画收集卡，并非运用两条电缆联接一台相机。因而主机PC能够经过一个接口操控多台相机。
Teledyne DALSA经过具有CamExpert和GenICam合规的Sapera LT为Camera Link相机供给软件支撑。凭仗更新版软件，搭载Camera Link的视觉体系能够晋级到新类型，因为传感器技能不断向前开展。拜访Genie Nano Camera Link产品页了解有关不同可用类型的更多信息。
Camera Link HS
在Camera Link开发的基础上，到2012年，Camera Link HS（CLHS）一向运用SFP、SFP+、CX4和光纤电缆等标准布线解决方案，以最大极限添加电缆长度、行进速度。得益于这些选项，CLHS相机能够经过铜缆结束最远15米的联接，经过光纤电缆结束最远5000米的联接，每条通道的吞吐量高达8.4Gbit/s，单根电缆最多可联接至7条通道。下文图9列举了CLHS相机的示例，该相机为中画幅Falcon4 86M相机。
运用M协议每通道可结束3.125Gbit/s，运用X协议每通道可达10.3Gbit/s的速度，因而与其他接口比较，CLHS能够以更快的速度从与Falcon4系列8600万超高像素传感器相同大的传感器供给图画。与较小的Genie Nano 1GigE相机比较，这种中画幅传感器标准能够在图10中可视化。有用带宽比1GigE联接添加60倍。
Falcon4系列的主打产品是高分辨率86M类型和Falcon4-clhs M4480相机（如图11所示），这两款相机搭载Teledyne e2v Lince11M传感器，能够以高达609帧/秒的帧率传输许多图画。图画收集卡有助于最大极限地减少主机CPU的负荷，并经过板载数据传输引擎（DTE）会合图画收集。Xtium还选用Teledyne DALSA的Trigger to Image Reliability结构，以保证图画数据在任何时候都不会因触发、图画捕获和数据传输而遭到损害。
每个接口都有可能抵达理论最大带宽。可是，这个数字疏忽了将数据从相机传输到主机设备所触及的许多实践开支。每个接口都会有某种方法的编码，但两台相似相机之间的编码可能会有所不同。例如，假定两台相机搭载相同的传感器，但一台运用1GigE而另一台运用5GigE，则编码会不同。编码是衡量设备在将数据发送到主机之前打包数据的功率目标，例如计算机从相机收集图画数据。USB3、1GigE和CXP运用8/10编码，这意味着编码过程丢掉了大约20%的带宽。5GigE接口运用功率更高的64/66编码，只需大约3%的开支。Camera Link接口并不运用相同类型的开支，因而丢掉了大约5%的带宽。产生这种捆绑的原因在于图画帧之间的空地，这种空地是图画数据集（称为数据线）与相机时钟同步的成果。后继接口CLHS也选用64/66编码。可是，关于CLHS带宽最大化而言，图画收集卡带宽捆绑是更为火急的问题。大多数图画收集卡的规划仍然无法充分运用与Camera Link HS接口相同快的理论速度。此外，许多图画收集卡用来与主机通讯的8通道PCI Express（PCIe）3.0接口的带宽潜力没有与某些工业接口抵达共同。随着PCIe 4.0的到来，这种捆绑将逐步消失，未来的更新将更广泛被图画收集卡技能选用。
除接口之外，视觉体系仍有许多其他凌乱的部分影响着实践带宽潜力。在视觉体系能够输出的潜在带宽方面，相机传感器甚至比接口更重要。依据不同的标准，包含但不限于传感器的时钟速度和与视觉体系其余部分通讯的传感器接口，相机能够输出的数据量可能会产生很大改动，而不仅仅是GigE、USB、CXP或CLHS等物理接口。
「结论」
因为商场上存在各式各样的可用相机接口，很难确认哪个接口最适用于特定成像运用。可是，经过了解每个接口的带宽、同步、安顿难度和电缆长度等状况，接口挑选可能会变得相对简略。
经过比较各个接口的带宽，用户能够清楚地了解图画数据收集的差异。运用CXP或CLHS相机将为视觉体系供给更高的带宽，但在不需求或无法运用图画收集卡的运用中，USB和GigE等接口也是不错的挑选。决议哪个接口最适用于特定体系取决于详细的运用需求。如需了解更多有关挑选适宜相机和接口支撑成像运用的信息，请联络咱们的成像专家，他们会很愿意与您进行议论。您可经过lumenera.info teledyne.com联络这些专家。
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