机器视觉系统————图像采集卡

机器视觉系统————图像采集卡收藏

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．

一、图像采集卡的基本概念

1、图像采集卡（Frame Graber）

图像采集卡是图像采集部分和处理部分的接口。图像经过采样、量化以后转换为数字图像并输入、存储到帧存储器的过程，叫做采集、数字化。

2、A/D转换

视频量化处理是指将相机所输出的模拟视频信号转换为PC所能识别的数字信号的过程，即A/D转换。视频信号的量化处理是图像采集处理的重要组成部分。

A/D转换过程

3、传输通道数（Channel）

采集卡同时对多个相机进行A/D转换的能力。如：2通道、4通道。

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。即，其所能支持的相机最大分辨率。

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。在进行高速图像采集时，需要注意采集卡的采样频率是否满足要求。

6、传输速率

指图像由采集卡到达内存的速度。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。

7、图像格式（像素格式）

(1)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。

(2)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。

8、图像采集卡附加功能

相机触发功能

灯源控制功能

基本I/O功能

相机复位功能

相机时序输出功能

9、颜色空间

对一种颜色进行编码的方法统称为“颜色空间”或“色域”(Color Space)。

——RGB(16位/24位/32位)

——YUV(YCbCr)

——其他(HSV、CMYK、数码相机自定义格式等)

——Alpha通道

10、帧和场

——标准的模拟视频信号是隔行信号，一帧分成两场

——偶数场包含所有的偶数行(0, 2, . . . )

——奇数场包含所有的奇数行(1, 3, . . . )

——采集和传输的过程中使用的是场，而不是帧

——一帧图像的两场之间有时间差

二、图像采集卡基本原理

1、视野(FOV)或现场是相机及光学系统“看”到的真实世界的具体部分。

2、CCD芯片将光能转化为电能。

3、相机将此信息以模拟信号的格式输出至图像采集卡。

4、AD –转换器将模拟信号转换成8 位（或多位）的数字信号。每个象素独立地把光强以灰度值(Gray level)的形式表达。

5、这些光强值从CCD芯片的矩阵中被存储在内存的矩阵数据结构中。

三、视觉系统成象原理

灰度值（Gray Level）——象素光强弱信息的表示灰度值为真实世界图像量化的表现方法。通常灰度值从最黑到最白为0 －255。光线进入CCD象素，如果光强达到CCD感应的极限，此象素为纯白色。对应于内存中该象素灰度值为255。如果完全没有光线进入CCD象素，此象素为纯黑色。对应于内存中该象素灰度值为0。

四、图像采集卡的组成

•视频输入模块；

•模数转换（A/D）模块；

•时序及采集控制模块；

•图像处理模块；

•总线接口及控制模块；

•输出及控制模块

五、图像采集卡分类

1、依据输入信号类型可以分为

模拟制式图像采集卡

数字图像采集卡

2、依据功能可以区分为

单纯功能的图像采集卡

集成图像处理功能的采集卡

六、图像采集卡的基本技术参数

•输入接口：数字，模拟；

•灰度等级；

•分辨率；

•带宽；

•传输速率；

七、板卡硬件发展趋势

1、传统图像采集卡（A/D转换）最终将被淘汰

2、CAMERALINK，FIREWIRE等数字接口采集卡很快将被广泛使用

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：/happyopencv/archive/2008/10/19/3097938.aspx