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類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: 模擬量輸入卡

圖像采集卡基本原理

發(fā)布日期：2022-04-27 點(diǎn)擊率：225

要了解圖像采集卡的基本原理，首先要了解一些相關(guān)概念，即什么事采集、什么是視頻圖像采集、采集流程等。下面對相關(guān)知識做以簡介。

采集：視頻/圖象經(jīng)過采樣、量化以后轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖象并輸入、存儲到幀存儲器的過程即采集。由于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。因此可以說圖像采集卡是圖像采集部分和圖像處理部分的接口。

視頻圖像采集就是將視頻源的模擬信號通過處理轉(zhuǎn)變成數(shù)碼信息，并將這些數(shù)碼信息存儲在電腦硬盤上的過程。這種模擬數(shù)碼轉(zhuǎn)變是通過視頻采集卡上的采集芯片進(jìn)行的。通常在采集過程，對數(shù)碼信息還進(jìn)行一定形式的實(shí)時(shí)壓縮處理。

從視頻源得到的信號，經(jīng)過視頻接口送到視頻圖像采集卡，信號首先經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送到數(shù)字解-碼器解碼。模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC實(shí)際上也是一個(gè)視頻解-碼器，可以看出它對來自視頻源的視頻信號解碼和數(shù)字化，另外，采用不同的顏色空間可選擇不同的視頻輸入解-碼器芯片。　

當(dāng)圖像采集卡的信號輸入速率較高時(shí)，需要考慮圖像采集卡與圖像處理系統(tǒng)之間的帶寬問題。在使用PC時(shí)，圖像采集卡采用PCI接口的理論帶寬峰值為132MB/S。在實(shí)際使用中，有可能在傳輸瞬間不能滿足高傳輸率的要求。為了避免與其他PCI設(shè)備產(chǎn)生沖突時(shí)丟失數(shù)據(jù)，圖像采集卡上應(yīng)有數(shù)據(jù)緩存。一般情況下，2MB的板載存儲器可以滿足大部分的任務(wù)要求。

1.視野(FOV)或現(xiàn)場是相機(jī)及光學(xué)系統(tǒng)“看”到的真實(shí)世界的具體部分。
2.CCD芯片將光能轉(zhuǎn)化為電能。
3.相機(jī)將此信息以模擬信號的格式輸出至圖像采集卡。
4.AD – 轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成8位(或多位)的數(shù)字信號。每個(gè)象素獨(dú)立地把光強(qiáng)以灰度值(Gray level)的形式表達(dá)。
5.這些光強(qiáng)值從CCD芯片的矩陣中被存儲在內(nèi)存的矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。

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應(yīng)用實(shí)例如下圖所示：左圖為相機(jī)“看”到的圖像，右圖為模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，傳輸至內(nèi)存的圖像。