一個典型的視覺系統——圖像采集卡+計算機+輸入/輸出+控制機構


圖像采集卡

圖像采集卡,其功能是將圖像信號采集到電腦中,以數據文件的形式保存在硬盤上。它是我們進行圖像處理必不可少的硬件設備,通過它,我們就可以把攝像機拍攝的視頻信號從攝像帶上轉存到計算機中。

釋意

圖像采集卡是圖像采集部分和圖像處理部分的接口。圖象經過采樣、量化以后轉換為數字圖象並輸入、存儲到幀存儲器的過程,叫做采集。圖像采集卡還提供數字I/O的功能。

技術參數

(1) 圖像傳輸格式
格式是視頻編輯最重要的一種參數,圖像采集卡需要支持系統中攝像機所采用的輸出信號格式。大多數攝像機采用RS422或EIA644(LVDS)作為輸出信號格式。在數字相機中,IEEE1394,USB2.0和CameraLink幾種圖像傳輸形式則得到了廣泛應用。
(2)圖像格式
黑白圖像:通常情況下,圖像灰度等級可分為256級,即以8位表示。在對圖像灰度有更精確要求時,可用10位,12位等來表示。
彩色圖像:彩色圖像可由RGB(YUV)3種色彩組合而成,根據其亮度級別的不同有8-8-8,10-10-10等格式。
(3) 傳輸通道數
當攝像機以較高速率拍攝高分辨率圖像時,會產生很高的輸出速率,這一般需要多路信號同時輸出,圖像采集卡應能支持多路輸入。
一般情況下,有1路,2路,4路,8路輸入等。隨出現着科技的不斷發展和行業的不斷需求,路數更多的采集卡也出現在市面上。
(4) 分辨率
采集卡能支持的最大點陣反映了其分辨率的性能。一般采集卡能支持768*576點陣,而性能優異的采集卡其支持的最大點陣可達64K*64K。單行最大點數和單幀最大行數也可反映采集卡的分辨率性能。同三維推出的采集卡能達到1920x1080分辨率。
(5) 采樣頻率
采樣頻率反映了采集卡處理圖像的速度和能力。在進行高度圖像采集時,需要注意采集卡的采樣頻率是否滿足要求。高檔的采集卡其采樣頻率可達65MHZ。
(6)傳輸速率
主流圖像采集卡與主板間都采用PCI接口,其理論傳輸速度為132MB/S。

原理

采集,視頻/圖象經過采樣、量化以后轉換為數字圖象並輸入、存儲到幀存儲器的過程。由於圖像信號的傳輸需要很高的傳輸速度,通用的傳輸接口不能滿足要求,因此需要圖像采集卡。
圖像采集卡信號采集流程
1、視野(FOV)或現場是相機及光學系統“看”到的真實世界的具體部分。
2、CCD芯片將光能轉化為電能。
3、相機將此信息以模擬信號的格式輸出至圖像采集卡。
4、AD –轉換器將模擬信號轉換成 8 位(或多位)的數字信號。每個象素獨立地把光強以灰度值(Gray level)的形式表達。
5、這些光強值從CCD芯片的矩陣中被存儲在內存的矩陣數據結構中。

計算公式

幀圖像大小(Image Size):W×H(長×寬)
顏色深度∶d(比特數)---希望采集到的圖象顏色(8Bit灰度圖象還是16/24/32Bit真彩色)
幀 速∶f---標准PAL制就是25幀。
數 據 量∶Q(MB)
采 樣 率∶A(MB)
計算公式∶ Q=W×H×f×d/8
判斷標准∶如果A>Q×1.2,則該采集卡能夠勝任采集工作。
 


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