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采集卡是干嘛的?图像采集卡的功能及作用

机器视觉产品 2022-05-19 16:18:5585www.dapeir.com机器视觉网

采集卡是干嘛的?图像采集卡的功能及作用,图像采集卡,其功能是将图像信号采集到电脑中,以数据文件的形式保存在硬盘上。它是我们进行图像处理必不可少的硬件设备,通过它,我们就可以把摄像机拍摄的视频信号从摄像带上转存到计算机中,利用相关的视频编辑软件,对数字化的视频信号进行后期编辑处理,比如剪切画面、添加滤镱、字幕和音效、设置转场效果以及加入各种视频特效等等。最后将编辑完成的视频信号转换成标准的VCD、DVD以及网上流行媒体等格式,方便传播。

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图像采集卡用来采集DV或其他视频信号到电脑里进行编辑、刻录的板卡硬件。

图像采集卡是图像采集部分和图像处理部分的接口。图象经过采样、量化以后转换为数字图象并输入、存储到帧存储器的过程,叫做采集。图像采集卡还提供数字I/O的功能。

视频(Video)是多幅静止图像(图像帧)与连续的音频信息在时间轴上同步运动的混合媒体,多帧图像随时间变化而产生运动感,因此视频也被称为运动图像。由此很多时候采集卡,被人们称为视频采集卡和图像采集卡。

一般图像采集卡和其他的1394卡差不多,都是一块芯片,链接在台式机的PCI扩展槽上,就是显卡旁边的插槽,经过高速PCI总线能够直接采集图象到VGA显存或主机系统内存,此外不仅可以使图象直接采集到VGA,实现单屏工作方式,而且可以利用PC机内存的可扩展性,实现所需数量的序列图象逐帧连续采集,进行序列图象处理分析。此外,由于图象可直接采集到主机内存,图象处理可直接在内存中进行,因此图象处理的速度随CPU速度的不断提高而得到提高,因而使得对主机内存的图象进行并行实时处理成为可能。


按照视频的存储与处理方式不同,可分为模拟视频和数字视频两种。在高清视频采集录制方面,图像采集卡是数字信息化行业快速发展,很多领域对VGA信号采集的要求提高出现的一种高端产品。不论是在工业行业上机器视觉系统应用,还是在教学上,都应用得十分广泛,它综合许多计算机软硬件技术,更涉及到图像处理、人工智能等多个领域。

视频图像采集卡是机器视觉系统的重要组成部分,其主要功能是对相机所输出的视频数据进行实时的采集,并提供与PC的高速接口.采集卡是我们进行视频处理必不可少的硬件设备,是视频数字化合数字化视频编辑后期制作中必不可少的硬件设备。

通过视频采集卡,我们就可以把摄像机拍摄的视频信号从摄像带上转存到计算机中,利用相关的视频编辑软件,对数字化的视频信号进行后期编辑处理,比如剪切画面、添加滤镱、字幕和音效、设置转场效果以及加入各种视频特效等等,最后将编辑完成的视频信号转换成标准的VCD,DVD以及网上流媒体等格式,方便传播和保存。


技术参数

(1) 图像传输格式

格式是视频编辑最重要的一种参数,图像采集卡需要支持系统中摄像机所采用的输出信号格式。大多数摄像机采用RS422或EIA644(LVDS)作为输出信号格式。在数字相机中,IEEE1394,USB2.0和CameraLink几种图像传输形式则得到了广泛应用。

(2)图像格式(像素格式)

黑白图像:通常情况下,图像灰度等级可分为256级,即以8位表示。在对图像灰度有更精确要求时,可用10位,12位等来表示。

彩色图像:彩色图像可由RGB(YUV)3种色彩组合而成,根据其亮度级别的不同有8-8-8,10-10-10等格式。

(3) 传输通道数

当摄像机以较高速率拍摄高分辨率图像时,会产生很高的输出速率,这一般需要多路信号同时输出,图像采集卡应能支持多路输入。

一般情况下,有1路,2路,4路,8路输入等。随出现着科技的不断发展和行业的不断需求,路数更多的采集卡也出现在市面上。

(4) 分辨率

采集卡能支持的最大点阵反映了其分辨率的性能。一般采集卡能支持768*576点阵,而性能优异的采集卡其支持的最大点阵可达64K*64K。单行最大点数和单帧最大行数也可反映采集卡的分辨率性能。同三维推出的采集卡能达到1920x1080分辨率。

(5) 采样频率

采样频率反映了采集卡处理图像的速度和能力。在进行高度图像采集时,需要注意采集卡的采样频率是否满足要求。高档的采集卡其采样频率可达65MHZ。

(6)传输速率

主流图像采集卡与主板间都采用PCI接口,其理论传输速度为132MB/S。


在电脑上通过图像采集卡可以接收来自视频输入端的模拟视频信号,对该信号进行采集、量化成数字信号,然后压缩编码成数字视频。大多数图像采集卡都具备硬件压缩的功能,在采集视频信号时首先在卡上对视频信号进行压缩,然后再通过PCI接口把压缩的视频数据传送到主机上。一般的PC视频采集卡采用帧内压缩的算法把数字化的视频存储成AVI文件,高档一些的视频采集卡还能直接把采集到的数字视频数据实时压缩成MPEG-1格式的文件。

由于模拟视频输入端可以提供不间断的信息源,视频采集卡要采集模拟视频序列中的每帧图像,并在采集下一帧图像之前把这些数据传入PC系统。因此,实现实时采集的关键是每一帧所需的处理时间。如果每帧视频图像的处理时间超过相邻两帧之间的相隔时间,则要出现数据的丢失,也即丢帧现象。采集卡都是把获取的视频序列先进行压缩处理,然后再存入硬盘,也就是说视频序列的获取和压缩是在一起完成的,免除了再次进行压缩处理的不便。不同档次的采集卡具有不同质量的采集压缩性能。

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