本期向大家介绍一下工业相机的选择和介绍一些好用的图像采集软件
都是个人的这段时间的一些总结，希望帮到大家
(这不局限于生物显微领域，任何需要工业相机的领域都可以以此为参考)最近在玩显微镜，想到需要拍照，所以就买了一台三目显微镜
刚开始的时候，是想着买个转接环，然后接上微单相机进行拍照的，感觉这样画质会很好，但是实际过程中，总是觉得很不方便，所以总结一个文章，跟大家分享一下我的经验
目前拍摄或者采集显微图像大致有这三个办法：方法一：用转接环接微单相机，然后装到显微镜的第三目上，这样可以拍到不错的图像
但缺点也是比较明显的，一个相机的体积大，预览不方便，如果想在电脑上实时看，还需要装微单相机对应的专用软件
另一个缺点就是显微镜焦平面并没有针对APS-C或者全画幅来设计的，所以会看到相机的画面只有中间有图像，四周多半是黑的
效果如下图（图片来自淘宝）：图1 - 转接环的安装效果 + 最终的拍摄效果方法二：有一些文章介绍，是在目镜的镜筒处夹个手机支架进行拍摄，俗称“目镜后拍摄”（玩天文摄影的估计对这个名词也不陌生），肉眼观察到的图像，几乎就是手机拍到的图像
但缺点也很明显，除了跟相机一样只有中间部分有一圈图像外，还有一个缺点就是很难对准光轴，而且也不能直接在电脑上观察，只能拍完之后，用数据线传到电脑上，无法实时采集，同样是十分不方便的
如下图（图片来自淘宝）：图2 - 最常见的就是这种形式的目镜手机架方法三：工业相机 + 图像采集软件，是比较完美的方案，虽然画质不是最好（相对于相机），但是真的很方便，同时也不影响肉眼观察目镜
现在很多工业相机都采用SONY Exmor传感器了，画质非常的好，已经不是旧时代那种傻瓜摄像头了
非常有代表性的传感器，IMX334和IMX178，其中IMX334是为数码相机和工业应用设计的，IMX178是专为高质量图像、视频捕捉、医疗成像设计的
唯一缺点就是，大部分高端产品，需要单独安装DirectShow驱动，否则很多通用软件都无法识别它们，文章后面会提及到
图3 - 使用工业相机的效果，好处是可以使用各种软件方便电脑操作本文也是根据工业相机 + 图像采集软件的大方向进行分享
提示：估计大家肯定遇到一个情况，就是买来的工业相机，软件没有识别出来，这个后面会进行讲解
第一部分：咱们先看看工业相机的选择工业相机分类有很多种，按USB接口分类，按用途分类，按色彩分类，总之一大堆，让入门的人非常晕乎，大家可以直接参考我以下的几点去买就行：优先选择USB3.0接口，C/CS卡口，600万像素以上，支持DirectShow驱动（简称DShow），彩色，输出格式支持MJPEG、RGB、IYUV的（否则分辨率大了，会有很大延时）
图像传感器是Sony还是别的，主要看自己钱包了，Sony传感器的产品都上1000以上的，这很正常，不够画质是真的很好
不支持DirectShow驱动的，一概不要，因为很多软件不支持GenICam、USB3 Vision、GigE Vision这些高级协议
如果摄像机不支持DirectShow，那就只能局限于使用商家提供的软件或者很贵的高级软件了(如HALCON、Teledyne DALSA)，高端软件除了贵，用起来也比较复杂，不太适合入门
如果输出格式只支持BayerRG8 / BayerRG 10就要注意了，用第三方软件的时候可能会延时很大，只有用厂家配的软件才能流畅，可能因为这是raw格式，进到第三方软件后会额外花费时间来转换图像
如果不清楚，一定要先问问商家再购买

这里分享一个小知识：一般的摄像机、摄像头，例如平时用来视频聊天那种，无论是USB2.0还是USB3.0，都支持UVC协议，这种摄像头都是即插即用免驱动的
但是呢，工业摄像头算是比较高级的玩意，厂家都做了自己的特色功能，UVC协议无法满足所需的功能，所以一般都会提供自家的SDK给软件进行开发，就导致很多软件无法识别它们的摄像机了，实力比较强的厂家会出一个兼容DirectShow的桥接驱动的，只要装上，就可以用各种软件进行图像采集，甚至可以用Potplayer这种视频播放器来播放摄像机的图像
对于我个人来说，不支持DirectShow驱动的相机，我都不选择了，因为支持GenICam协议的专业软件都太贵了，一般用户都没有必要，还不如投多点预算到显微镜本身或者物镜上
下图是我这段时间用过的摄像机：图4 - 但目前为止我用过的一些摄像机从左到右分别是 TOUPCAM（图谱）的E3ISPM06300KPB、奥微思高清摄像头（USB输出是1080p的，据商家介绍是个松下的传感器）、RisingCam（瑞神）的XCAM4K8MPA（自带LINUX系统，可以独立工作）体积最小的那个是大恒的水星1代MER-630-60UC3-L
现在用得最多的是ToupCam和RisingCam的，因为它们的驱动实在太好用，设计得跟相机差不多，帧率也非常的理想
其中TOUPCAM E3ISPM06300KPB和大恒MER-630-60UC3-L是纯USB3.0的，都比较小巧，只有一个手心大小，大恒那个算得上是迷你了
看下图：图5 - ToupCam和大恒的这两个型号是纯USB3.0的然后看看奥微思和RisingCam的相机，我买的是自带系统的，但也可以USB输出，RisingCam这个某些时候也是方便的，直接插上显示器和12V电源就能用，但是体积和重量比较大，所以很少用
他们更适合单机运行，直插HDMI显示器，而非插USB
看下图：图6 - 左奥微思，右RisingCam下面推荐几个USB摄像机的型号，全新是挺贵的，大家可以去闲鱼蹲一下二手：ToupCam（图谱）E3ISPM06300KPB 、 E3ISPM06300KPA；RisingCam（瑞神）E3CMOS06300KPB、E3CMOS06300KPA；凤凰MC-D630U(C)；凯诺E3ISPM06300KPB、E3ISPM06300KPA
以上都是都是SONY IMX178系列的，630万像素性价比高，但大家也可以选更高像素的型号，他们的DSHOW驱动界面都一样，感觉是OEM产品，非常好用，参数的标识都很接近微单相机，如下图所示 (以图谱为例，因为我的相机就是它)：图7 - 图谱的DSHOW驱动曝光参数图8 - 图谱的DSHOW驱动ROI参数图9 - 图谱的DSHOW驱动色彩参数还要注意一下，店内商家标的型号都比较混乱，需要跟商家沟通清楚，不想折腾的可以直接按我上面说的型号来买
网上还有一个叫Oeabt的，OsCam系列，挺贵，也是支持DSHOW，但没有标明是什么传感器的，有兴趣的也可以看看
下面这些是次选，价格稍较便宜，虽然没什么特殊功能，但感觉也不错：奥微思HDMI3860，传感器是松下的，USB输出是1080p，UVC协议，即插即用；奥微思4KUHD2，SONY传感器，USB输出1080p 25帧、4K 15帧，UVC协议，即插即用
下面几款需要酌情购买，因为有点小问题还没解决，希望厂家能更新驱动解决：大恒水星1代2代（MER-XXX / MER2-XXX），虽然支持DSHOW驱动，但只支持Bayer格式输出，用HALCON或者第三方OPENCV开发的软件，读取图像会很大的延时，基本上用不了，所以基本只能用大恒提供的专用软件（如果其他玩家有好的选择，请介绍一下）；海康机器人全系列的摄像头，官方没提供DSHOW驱动，只能用海康官方的软件，或者支持GENICAM协议的软件，那就要花比较多的钱去买软件了，例如HALCON之类，操作比较复杂，不太适合一般玩家，所以需要酌情考虑；RisingCam XCAM4K8MPA，它的USB输出支持UVC协议，用第三方软件的时候帧率一般，有点卡，而且USB输出的时候只能自动曝光，无法手动曝光
毕竟我个人买不了这么多相机来一个个测试了，其他品牌的相机需要大家自行去尝试，反正最基本的一点就是要支持DirectShow或UVC驱动，这样可玩性才高
第二部分：带大家简单了解一下图像采集软件只要摄像机支持DirectShow驱动，就有很多选择，这里主要列举一些便宜的或者免费的，例如明美的MShot Image Analysis System、AMCap、JCameraPro、Camera Measure、S-EYE、PotPlayer（放不了连接，所以自行百度吧，都能找到的）其中PotPlayer是一款视频播放器，但它的确是可以打开DirectShow或UVC驱动的摄像头的，还能截图呢，如果没有任何要求，只想看到画面和简单截图一下，直接PotPlayer也是可以的
我这次选JCameraPro进行讲解，因为界面比较现代，而且操作简单，画面十分流畅，功能足够个人做显微图像采集和测量了
另外，它的界面都是矢量方式绘制的，在4K/2K显示器下都不会模糊和错乱，画面非常清晰
图10 - 软件主界面这款软件十分有趣，虽然是个收费软件，但它非注册的情况下（免费模式下），是能全功能、且是无限期使用的，只有一些无关痛痒的限制，例如有一个启动广告，只有7秒而且不会阻塞主界面的操作，另外就是录像限制了30秒，测量工具限制了创建数量4个，其他都基本没有限制了，所以就算不注册，也等于免费了
就算注册也不贵，价格挺亲民，好像就几十元
哦，还有，它竟然支持WIN7 64位
软件的界面设计比较简洁，上方为菜单，主要是一些帮助文档和全局设置，如下图（gif）：图11 - 功能菜单及一些界面而右边就是一些常用功能，包括摄像头的启动停止、色彩设置、DirectShow设置、图片加载、辅助线、图像处理、测量工具等
如下图（gif）：图12- 功能区这里需要提醒一下，如果在设备列表中，找不到自己的USB摄像机，很可能是没装上相机的DirectShow驱动，每个厂家的相机的驱动是不通用的，所以要问商家或者厂家要一份USB相机的DirectShow驱动，如果是ToupCam或者RisingCam，也可以到这里下载：https://www.jfirmware.com/help (JFirmware - 让应用回归本原)安装驱动后，一般的软件都能见到相机列表，我安装了大恒和ToupCam的驱动后，相机才出现在列表中，如下图：图13 - 安装驱动后，才能发现对应的相机虽然是个简单的软件，但竟然提供了波形图，这个可以方便用户调整色彩和手动调整白平衡
如下图：图14 - 图像波形图接着，最常用的可能就是截图工具和录像工具了，很神奇的是这两个工具都是多实例方式的，用户可以同时打开多个实例窗口一起使用，例如用户可以一边进行自动连续截图，一边可以手动截图，互不干扰
如下图：图15 - 录像工具、截图工具最后，这个软件还提供了简单的测量工具，可以简单地量一下细胞啊电路宽度长度什么的，反正各种各样的测量工具，不多，但够用
使用也很简单：步骤1：先点开"显示比例尺"，如下图（gif）:图16 - 打开比例尺步骤2：放一把测微尺到显微镜下，然后调整一下比例尺，我的测微尺上写着1DIV = 0.01mm，也就是1格=10um，我把比例尺调整为10格，也就是100um，同时双击端点是可以进行精确的调整，看下图：图17 - 调整好比例尺的真实尺寸步骤3：放标本上去，开始用各种测量工具测量，数值都是自动计算的，非常方便，看下图，我随便拉了几个测量工具：图18 - 测量松叶横切面 图18 - 测量松叶横切面图19 - 其他测量工具的展示好了，其他功能大家自行去探索吧，挺好用的一款软件
工业摄像机和软件就介绍到这里先，其实关键就是要买个靠谱的USB摄像机，然后装上DirectShow的驱动，软件的选择比较多，大家可以根据自己的喜好进行选择就好
谢谢各位观看~，希望能帮到各位

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