【精选】第二讲 大恒图像图像采集卡介绍081013
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模拟信号指幅度的取值是连续的，幅值可由无限 个数值表示
数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限 制在有限个数值之内
模拟视频知识
模拟信号(a)和数字信号(b)
幅度 UA(t)
幅度 UA(t)
0
0
t
t
(a)
(b)
模拟视频知识
模拟信号和数字信号
信号类型 传输距离 信道利用率 成本 抗干扰能力
DW0 {R1[31:27],G1[26:21],B1[20:16]} {R0[15:11],G0[10:5],B0[4:0]}
RGB15（5:5:5）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
模拟视频知识
颜色空间
RGB32（8:8:8:8）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
DW0
Alpha
R
G
B
RGB24（8:8:8）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8]
DW0
B1
R0
G0
DW1
G2
B2
R1
DW2
R3
G3
B3
Byte 0 [7:0] B0 G1 R2
模拟视频知识
颜色空间
RGB16（5:6:5）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
DBiblioteka Baidu0
Cr0
DW1
Cr2
Y1
Cb0
Y0
Y3
Cb2
Y2
Y8
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
DW0
Y3
Y2
Y1
Y0
模拟视频知识
帧和场 (隔行信号和逐行信号)
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, . . . ) 标准模拟视频在采集和传输的过程中使用的是场，
S -Video是一种信号质量较高的视频接口，它取 消了信号叠加的方法，可有效避免一些无谓的质 量损失。它的功能是将RGB三原色和亮度进行分 离处理。
模拟视频知识
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
帧图像大小(Image Size)：
Width×Height(长×宽)
颜色深度(Depth，比特数)：
8/16/24/32Bit
帧率(Fps) ：
标准PAL制是25帧/s，标准NTSC制是30帧/s
数据量Q(MB) ：
Committee，北美及日本） PAL（Phase Alternate Line，欧洲及亚洲大部分
国家） SECAM（Sequential Couleur Avec Memoire，
法国） 我国目前采用的标准是PAL-D
模拟视频知识
制式 垂直同步信号 水平同步信号 场(Field)扫描频率 帧(Frame)扫描频率 场(Field)扫描时间 帧(Frame)扫描时间 场(Field)扫描垂直分辨率 帧(Frame)扫描垂直分辨率 每秒行扫描速度(行频)
大恒图像 图像采集卡
主讲人：徐晓觅
基础知识
模拟视频相关知识 图像采集卡相关知识 主板总线介绍
模拟视频知识
模拟信号和数字信号
信号数据可用于表示任何信息，如符号、文字、 语音、图像等
从表现形式上可归结为两类：模拟信号和数字信 号。模拟信号与数字信号的区别可根据幅度取值 是否离散来确定。
而不是帧 一帧图像的两场之间有时间差(造成运动模糊)
模拟视频知识
帧和场 (隔行信号和逐行信号)
隔行(帧)
奇场
偶场
图像采集
就是将图像或视频(模拟信号)转换成计 算机软件可以“理解”的数字格式(数 字信号)。
数字解码
A/D转换
格式转换
图像采集卡的工作原理图
缓冲
PCI接口
图像存储数据量的计算
NTSC 60Hz 15750 60场/s 30帧/s 16.67ms 33.33ms 262.5 525 525×30＝15750
PAL 50Hz 15625 50场/s 25帧/s 20ms 40ms 312.5 625 625×25＝15625
模拟视频知识
复合视频和S-Video
复合视频的彩色视频信号是这样构成的：首先有 一个基本的黑白视频信号，然后在每个水平同步 脉冲之后，加入一个颜色脉冲和一个亮度信号。 因为彩色信号是由多种数据“叠加”起来的，故 称之为“复合视频”。
技术要求
模拟信号
长，使用屏蔽较好的视频线可直 接传输200~300m，使用放大器 中继可以传输超过1公里
低，传输一个信息需要大量的附 加标识信息，信号过度综合，不 能多路传输
低
低，电信号在沿线路的传输过程 中会受到外界的和通信系统内部 的各种噪声干扰，噪声和信号混 合后难以分开，从而使得通信质 量下降
DW0
{0,R1[30:26], G1[25:21],B1[20:16]}
{0,R0[14:10], G0[9:5],B0[4:0]}
模拟视频知识
颜色空间
YUV16（4:2:2）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
低
数字信号 短，即使是使用网口摄像机也只 能达到100m左右
高，数字化以后可以很方便地进 行分时或分码多路传输，可有效 地提高信道的利用率 高 高，经过多次转换、中继、远距 离传输后不会使信噪比恶化
高
模拟视频知识
视频制式
由视频模拟数据和视频同步数据构成 NTSC（National Television Standards
数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限 制在有限个数值之内
模拟视频知识
模拟信号(a)和数字信号(b)
幅度 UA(t)
幅度 UA(t)
0
0
t
t
(a)
(b)
模拟视频知识
模拟信号和数字信号
信号类型 传输距离 信道利用率 成本 抗干扰能力
DW0 {R1[31:27],G1[26:21],B1[20:16]} {R0[15:11],G0[10:5],B0[4:0]}
RGB15（5:5:5）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
模拟视频知识
颜色空间
RGB32（8:8:8:8）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
DW0
Alpha
R
G
B
RGB24（8:8:8）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8]
DW0
B1
R0
G0
DW1
G2
B2
R1
DW2
R3
G3
B3
Byte 0 [7:0] B0 G1 R2
模拟视频知识
颜色空间
RGB16（5:6:5）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
DBiblioteka Baidu0
Cr0
DW1
Cr2
Y1
Cb0
Y0
Y3
Cb2
Y2
Y8
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
DW0
Y3
Y2
Y1
Y0
模拟视频知识
帧和场 (隔行信号和逐行信号)
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, . . . ) 标准模拟视频在采集和传输的过程中使用的是场，
S -Video是一种信号质量较高的视频接口，它取 消了信号叠加的方法，可有效避免一些无谓的质 量损失。它的功能是将RGB三原色和亮度进行分 离处理。
模拟视频知识
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
帧图像大小(Image Size)：
Width×Height(长×宽)
颜色深度(Depth，比特数)：
8/16/24/32Bit
帧率(Fps) ：
标准PAL制是25帧/s，标准NTSC制是30帧/s
数据量Q(MB) ：
Committee，北美及日本） PAL（Phase Alternate Line，欧洲及亚洲大部分
国家） SECAM（Sequential Couleur Avec Memoire，
法国） 我国目前采用的标准是PAL-D
模拟视频知识
制式 垂直同步信号 水平同步信号 场(Field)扫描频率 帧(Frame)扫描频率 场(Field)扫描时间 帧(Frame)扫描时间 场(Field)扫描垂直分辨率 帧(Frame)扫描垂直分辨率 每秒行扫描速度(行频)
大恒图像 图像采集卡
主讲人：徐晓觅
基础知识
模拟视频相关知识 图像采集卡相关知识 主板总线介绍
模拟视频知识
模拟信号和数字信号
信号数据可用于表示任何信息，如符号、文字、 语音、图像等
从表现形式上可归结为两类：模拟信号和数字信 号。模拟信号与数字信号的区别可根据幅度取值 是否离散来确定。
而不是帧 一帧图像的两场之间有时间差(造成运动模糊)
模拟视频知识
帧和场 (隔行信号和逐行信号)
隔行(帧)
奇场
偶场
图像采集
就是将图像或视频(模拟信号)转换成计 算机软件可以“理解”的数字格式(数 字信号)。
数字解码
A/D转换
格式转换
图像采集卡的工作原理图
缓冲
PCI接口
图像存储数据量的计算
NTSC 60Hz 15750 60场/s 30帧/s 16.67ms 33.33ms 262.5 525 525×30＝15750
PAL 50Hz 15625 50场/s 25帧/s 20ms 40ms 312.5 625 625×25＝15625
模拟视频知识
复合视频和S-Video
复合视频的彩色视频信号是这样构成的：首先有 一个基本的黑白视频信号，然后在每个水平同步 脉冲之后，加入一个颜色脉冲和一个亮度信号。 因为彩色信号是由多种数据“叠加”起来的，故 称之为“复合视频”。
技术要求
模拟信号
长，使用屏蔽较好的视频线可直 接传输200~300m，使用放大器 中继可以传输超过1公里
低，传输一个信息需要大量的附 加标识信息，信号过度综合，不 能多路传输
低
低，电信号在沿线路的传输过程 中会受到外界的和通信系统内部 的各种噪声干扰，噪声和信号混 合后难以分开，从而使得通信质 量下降
DW0
{0,R1[30:26], G1[25:21],B1[20:16]}
{0,R0[14:10], G0[9:5],B0[4:0]}
模拟视频知识
颜色空间
YUV16（4:2:2）
Pixel Data[31:0] DWORD
Byte 3 [31:24] Byte 2 [23:16] Byte 1 [15:8] Byte 0 [7:0]
低
数字信号 短，即使是使用网口摄像机也只 能达到100m左右
高，数字化以后可以很方便地进 行分时或分码多路传输，可有效 地提高信道的利用率 高 高，经过多次转换、中继、远距 离传输后不会使信噪比恶化
高
模拟视频知识
视频制式
由视频模拟数据和视频同步数据构成 NTSC（National Television Standards