图像采集卡基本概念及分类
机械识图知识点总结
机械识图知识点总结一、机械视觉的基本概念机械视觉，又称计算机视觉，是一门综合了图像处理、模式识别、图像分析、机器学习等多种技术的交叉学科。
其主要目标是让计算机系统具有类似人类视觉系统的能力，即能够通过摄像传感器获取外界图像信息，进行处理、分析和识别。
机械视觉的基本概念包括图像采集、图像处理和图像识别。
图像采集是指通过摄像传感器获取外界环境的图像信息，其关键技术包括图像传感器、光学成像系统、图像采集卡等。
图像处理是指对采集到的图像进行预处理、增强、去噪等处理，以便后续的图像识别和分析。
图像识别是机械视觉的核心技术，其主要目标是根据图像信息识别出图像中的目标物体，通常包括物体检测、目标跟踪、目标分类等内容。
二、机械视觉的工作原理机械视觉的工作原理主要包括图像采集、图像处理和图像识别三个方面。
首先是图像采集，通过摄像传感器获取外界环境的图像信息，通常采用CCD或CMOS传感器进行图像采集。
然后是图像处理，对采集到的图像进行预处理、增强、去噪等处理，以便后续的图像识别和分析。
最后是图像识别，通过图像处理技术识别出图像中的目标物体，包括物体检测、目标跟踪、目标分类等内容。
机械视觉的图像识别基于模式识别和机器学习技术，主要包括以下步骤：特征提取、特征匹配、目标分类和模式识别。
特征提取是指从图像中提取出一些具有代表性的特征，如边缘、纹理、颜色等特征。
特征匹配是指将提取出的特征与已知的目标特征进行匹配，以确定目标物体的位置和属性。
目标分类是指将匹配到的目标特征进行分类，判断目标物体属于哪一类别。
模式识别是指根据目标的特征和分类结果进行模式识别，以确定目标物体的具体属性和形态。
三、机械视觉技术的发展机械视觉技术的发展经历了几个阶段，主要包括图像处理技术、特征提取技术、模式识别技术和深度学习技术等。
图像处理技术是机械视觉技术的最早阶段，它主要应用于图像的预处理、增强、去噪等领域，为后续的图像识别提供了基础。
特征提取技术是机械视觉技术的关键技术之一，它通过提取图像中的特征信息，为后续的目标识别和分类提供了重要基础。
机器视觉基础知识（ＰＤＦ）
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
一、镜头基本概念（7）
镜头的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
一、镜头基本概念（8）
镜头的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（9）
镜头的调制传递函数MTF
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（4）
镜头接口 – C-MOUNT 镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数： 公称直径：1“ 螺距：32牙 – CS－Mount是C－Mount的一个变种，区别仅仅在于 镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C－ Mount 是17。5mm，CS－Mount是12。5mm。 – C/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1“。
一、镜头基本概念（10）
系统的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（1）
按照等效焦距分为 广角镜头
等效焦距小于标准镜头（等效焦距为50mm）的镜头。特点 是最小工作距离短，景深大，视角大。常常表现为桶形畸变。 中焦距镜头 焦距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下畸变 校正较好。 长焦距镜头 等效焦距超过200mm的镜头。工作距离长，放大比大，畸变 常常表现为枕形状畸变。
像素速率（Pixel Rate）
相机每秒中能够输出像素的个数，仅仅对于数字相机有意 义。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第二节 工业相机
一、工业相机的基本概念（5）
卷帘快门（Rolling Shutter）
采集卡使用方法
采集卡使用方法一、什么是采集卡采集卡，也称为捕获卡或录像卡，是一种用于录制和采集音视频信号的硬件设备。
它通常是插在计算机主板上的扩展卡，可以将外部设备（如摄像机、录音设备等）的信号转化为数字信号，并传输到计算机中进行处理和存储。
二、采集卡的分类根据采集的信号类型和接口类型的不同，采集卡可以分为多种类型，包括视频采集卡、音频采集卡、模拟采集卡和数字采集卡等。
1. 视频采集卡：主要用于将模拟视频信号转换为数字信号，并传输到计算机中。
常见的视频采集卡接口有RCA、S-Video、HDMI等。
2. 音频采集卡：用于将模拟音频信号转换为数字信号，并传输到计算机。
音频采集卡通常具有麦克风输入口和线路输入口。
3. 模拟采集卡：可以同时采集视频和音频信号，具有视频输入口和音频输入口。
模拟采集卡可以用于将模拟信号转换为数字信号，并实现视频和音频的同步采集。
4. 数字采集卡：适用于直接采集数字信号的设备，如高清摄像机、数字音频设备等。
数字采集卡通常具有HDMI、SDI等接口。
三、采集卡的使用步骤1. 安装采集卡驱动程序：在使用采集卡之前，需要先安装相应的驱动程序。
驱动程序通常会随采集卡一同提供，也可以从官方网站上下载。
2. 连接外部设备：将需要采集的外部设备（如摄像机、录音设备等）通过合适的接口连接到采集卡上。
根据设备类型和采集卡接口的不同，可以选择合适的连接线缆。
3. 设置采集参数：打开采集卡相关的软件或应用程序，在设置界面中选择采集参数。
这些参数包括视频分辨率、帧率、音频采样率等，根据实际需求进行设置。
4. 开始采集：在设置完成后，点击开始采集按钮，采集卡开始工作，将外部设备的信号转换为数字信号，并传输到计算机中。
采集过程中可以实时预览采集到的信号。
5. 停止采集：在完成采集任务后，点击停止采集按钮，采集卡停止工作。
此时可以保存采集到的音视频文件，或进行后续的编辑和处理。
四、采集卡的注意事项1. 选择合适的采集卡：根据实际需求选择合适的采集卡，考虑采集信号类型、接口类型、采集质量等因素。
图像采集卡硬件部分
第一章硬件部分一、视频信号的结构与使用图象采集卡是对模拟视频信号采样并作A/D转换而成为数字信号的，为了获得正确的数字信号，对模拟视频信号有一个大概的了解是十分重要的，尤其在一些特殊的应用领域，例如：●实时处理●多路视频输入●非标准视频采集●立体视觉●序列图象分析●运动图象等都对摄象机的同步连接；多路切换；图象处理与视频信号的同步配合；图象窗口的选择；亮度与对比度的调节有着特殊的要求，为了满足这些要求，把视频信号的结构了解清楚后，会对用户很快构成并调试好自己的图象处理系统；设计好自己的软件；充分提高CPU处理图象的效率等带来很大的好处，为此本节对视频信号的概要作一介绍，这里不是教材，只给用户提供一些使用图象卡应有的视频信号的基本知识。
1-1、视频信号的概述视频信号最初是用于广播电视的，也就是说是要经过传输，尤其是无线传输而送到观众接收机上，由于图象的信息量是如此巨大，如果不对视频信号作一定的处理，就会占据无线通讯很宽的宝贵频带，为此对全电视信号在清晰度、闪烁性、叠加彩色后的与黑白图象的兼容性、所占用的带宽等方方面面作了精心的权衡与安排，研究设计出目前的黑白/彩色全电视信号标准。
例如隔行扫描就是考虑到带宽、抗闪烁、清晰度等方面而巧妙设计的；PAL或NTSC的彩色图象制式就是考虑到人眼对颜色的着色特性，与原黑白视频的兼容性，在不影响黑白灰度信息的前提下，而将彩色信息调制后插入黑白全电视信号频谱的缝隙之中的。
而所谓的不影响仅仅是理论上的，由于技术上的局限性，在接收端将黑白信息与彩色信息分离时，在大多数情况下会大大影响黑白信息的分辨率。
视频信号的这些特性在广播电视中带来了巨大的好处，但在图象处理的使用场合又会带来很大的不便与缺陷。
所以在用图象采集卡时大致了解一些视频信号的特性，对有效的构建用户自己的系统是很必要的。
1-2、黑白全电视信号及采集摄象机获取图象形成视频信号是用扫描的方式逐行顺序进行的，从景物的左上角开始扫描第一行，然后向下移动扫描第二行，直至这场扫描完312行（PAL制），到第313行的一半时，这一场结束，形成了一幅奇场图象；从图象的最上部中间开始第313行的后半部扫描，见图一，开始第二场即偶场的扫描，第二场的每一行夹在第一场的相邻行中间，直至625行结束，第二场图象结束，形成了一幅偶场图象，同时相邻行由奇场和偶场图象交叉形成了一帧图象。
机器视觉之图像采集卡基础知识
深圳稻草人自动化培训联为智能教育图像采集卡基础知识图像卡工作原理是将摄像机等输入的模拟图像信号经过A/D转换，或将数字摄像机的输出信号，通过计算机总线传输到计算机内存或显存，计算机可以对现场采集的图像进行实时处理和存储。
图像采集卡是基于PCI总线、PC/104-Plus总线、PCI-E总线和Mini PCI总线。
对于模拟信号输出的摄像机，PAL制电视信号每帧有用的扫描行是576，因此PAL制的最高垂直分辨率为576，PAL制信号通常为4:3，因此模拟图像采集卡的分辨率一般为768×576。
对于NTSC制信号，分辨率为640×480。
由于标准视频信号是隔行扫描，在数字化的过程中每帧图像分成两场，奇数场和偶数场，两场之间相差20ms，每场的分辨率是288行或240行。
对于高速运动的物体，按帧方式采集图像后有拖尾的现象，要解决这一问题需要采用仅采集一场并缩短曝光时间的方法，或采用数字逐行摄像机并缩短曝光时间的方案。
不同型号图像卡的区别主要表现在输入信号、图像质量、总线形式、处理功能等方面。
对于模拟图像卡，一般有复合视频输入、S-VIDEO即(Y/C)输入，RGB输入、YPbPr输入等。
图像质量由于不同板卡使用的芯片及设计的不同有较大差异。
同时，不同用途的图像卡图像质量及价格也有很大的差别。
目前使用较多的总线有PCI、PC/104-Plus、PCI-E、Mini PCI 及笔记本所用的PCMCIA总线。
PCI总线使用最多，多数PC机及工控机均使用PCI总线，PCI总线的缺点是总线使用金手指抗震动能力不强，总线带宽限133MB/s,对于大量数据无法传输。
PCI-Express是近几年新发展的计算机总线，PCI-Express有×1、×2、×4、×8、×16多个版本，×1总线带宽为256MB/s, ×16为4096MB/s,由于PCI-Express具有高带宽的优势，支持PCI-Express总线的主板越来越多。
图像采集卡工作原理
图像采集卡工作原理
图像采集卡是一种专门用于采集和处理图像数据的硬件设备。
其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 信号输入：图像采集卡通常具有各种不同类型的输入接口，如模拟视频接口（如Composite、S-Video、Component）和数字视频接口（如HDMI、DVI、DisplayPort）。
它们可以接收来自各种摄像头、监控摄像机、视频播放器或电视信号源的图像信号。
2. 信号转换：采集卡接收到的信号通常是模拟视频信号，需要将其转换为数字格式以便计算机进行处理。
这一步骤通常包括模拟到数字的转换，也就是将模拟信号通过模数转换器（ADC）转换为数字信号。
3. 数据处理：图像采集卡会对接收到的数字图像数据进行处理和优化。
这包括图像解码、降噪、增强、色彩校准等操作，以确保输出的图像质量达到较高的标准。
4. 存储和传输：处理后的图像数据可以进行存储，并通过计算机的总线接口（如PCI、PCIe）传输到计算机内存中。
这样，计算机就可以直接访问并进一步处理这些图像数据，如显示、编辑、分析等。
5. 驱动和软件支持：为了让图像采集卡能够正常工作，需要安装相应的驱动程序和支持软件。
这些软件可以提供图像采集、图像处理、配置参数调整等功能，使用户能够进行自定义设置
和操作。
需要注意的是，图像采集卡的工作原理可能会因不同的品牌和型号而略有差异，但大体上都会包含以上几个步骤。
采集卡的选择和主要参数
采集卡的选择和主要参数图像采集卡是将视频信号经过AD转换后，将视频转换成电脑可使用的数字格式，经过PCI总线实时传到内存和显存。
在采集过程中，由于采集卡传送数据采用PCI Master Burst方式，图像传送速度高达40MB/S，可实现摄像机图像到计算机内存的可靠实时传送，并且几乎不占用CPU时间，留给CPU更多的时间去做图像的运算与处理。
一、采集卡基本原理采集卡有多种种类、规格。
但尽管其设计和特性不同，大多数采集卡的基本原理相同。
近年来，数字视频产品取得了显著发展。
数字视频产品通常需要对动态图像进行实时采集和处理，因此产品性能受图像采集卡的性能影响很大。
由于早期图像采集卡以帧存为核心，处理图像时需读写帧存，对于动态画面还需“冻结”图像，同时由于数据传输速率的限制，因此图像处理速度缓慢。
90年代初，INTEL公司提出了PCI(Peripheral Component Interconnect)局部总线规范。
PCI总线数据传宽度为32/64位，允许系统设备直接或间接连接其上，设备间可通过局部总线完成数据的快速传送，从而较好地解决了数据传输的瓶颈问题。
由于PCI总线的高速度，使A/D转换以后的数字视频信号只需经过一个简单的缓存器即可直接存到计算机内存，供计算机进行图像处理也可将采集到内存的图像信号传送到计算机显示卡显示；甚至可将A/D输出的数字视频信号经PCI总线直接送到显示卡，在计算机终端上实时显示活动图像。
数据锁存器代替了帧存储器，这个缓存是一片容量小、控制简单的先进先出(FIFO)存储器，起到图像卡向PCI总线传送视频数据时的速度匹配作用。
将图像卡插在计算机的PCI插槽中，与计算机内存、CPU、显示卡等之间形成调整数据传送。
由于PCI总线的上述优点，许多图像板卡公司陆续推出了基于PCI总线的图像采集卡，另外还有PC104 plus、Compact PCI等总线形式。
二、与图像采集卡相关技术名词1、DMADMA( Direct Memory Access)是一种总线控制方式，它可取代CPU对总线的控制，在数据传输时根据数据源和目的的逻辑地址和物理地址映射关系，完成对数据的存取，这样可以大大减轻数据传输时CPU的负担。
图像采集与图像采集系统概述
图像采集原理及技术参数
• • 视频采集原理简介 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。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。 视频采集就是将视频源的模拟信号通过处理转变成数字信号（0和1），并将这些数字 信息存储在电脑硬盘上的过程。这种模拟/数字转变是通过视频采集卡上的采集芯片进 行的。 在电脑上通过视频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。 大多数视频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
图像采集 (image acquisition)
1.什么是图像采集及分类
2.图像采集基本知识 3. 图像采集原理及技术参数
4. 图像采集卡的技术参数
5.图像采集各种技术及应用
人类获取的外界信息约有60％来自于视觉图象，如何获取和处理视觉信息是 非常重要的。多媒体通信、高清晰度电视以及图像处理、模式识别和计算机视觉 等众多领域都对视频图像的采集与处理提出了越来越高的要求。显然视频图像采 集技术的研究具有重要的意义。 图像采集(image acquisition)是指摄像机摄取图像增强器的光学图像转换为视 频信号,传送至图像采集卡进行数字化,形成数字图像数据,供计算机进行处理和 保存的过程.图像采集有两个指标即灰度等级和采集分辨率 :将通过视觉传感器 采集的光信号转或全电视换成电信号，在空间采样和幅值量化后，这些信号就 形成了一幅数字图像。 通常，图象采集可以分成两类：一类是静态图象采集，也就是拍摄照片，以 得到某个时刻的图象为目的；另外一类是动态图象采集，也就是拍摄视频，以获 得某个时段的连续图象为目的 。 静态图象采集可以通过普通的相机拍摄，而后通过扫描把图象数据转化成数 字信息存储，而这些年数码相机的快速发展，使得数码相机在快速的普及，数码 相机直接把拍摄的图片以数字方式存储在相机的存储卡中，用数码相机拍摄照片 后，可以把存储卡里的照片直接拷贝、传输到电脑上，做备份和后期处理。 使用数码相机得到图象数据，然后传输到电脑上处理，这个过程图象拍摄和 图象处理分析是分离的，使得如果系统需要对图象的分析结果做实时快速响应， 变得不可能。
相机采集卡的参数
相机采集卡的参数1. 采样频率（时钟、点频）：反映了采集卡处理图像的速度和能力。
在进行图像采集时，需要注意采集卡的采样频率是否满足要求。
2. 行频（KHz）：每秒钟扫描多少行。
3. 场（帧）频（Hz, fps）：每秒扫描多少行场（帧）。
4. 分辨率：采集卡能支持的最大点阵，反映了其分辨率的能力，即所能支持的相机的最大分辨率。
5. 传输通道：采集卡能够同时对多个相机进行A/D转换的能力，如2通道、4通道等。
6. 传输速率：指图像由采集卡到达内存的速度，一般看采集卡的总线类型。
7. 图像格式（像素格式）：分为黑白图像和彩色图像，黑白图像的灰度等级可分为256级，即以8位来表示；而彩色图像可由RGB(YUV)3种色彩组合而成。
8. 像素抖动：由图像采集卡的A/D转换器的采样时钟的误差产生的像元位置上的微小的错误，从而导致对距离测量的错误。
9. 灰度噪音：图像采集卡的数字化转换的过程包括对模拟视频信号的放大和对其亮度（灰度值）进行测量。
在此过程中会有一定的噪声和动态波动由图像采集卡的电路产生。
如像素抖动一样，灰度噪声将导致对距离测量的错误。
此外，图像采集卡的参数还有附加功能，如触发功能、灯源控制功能、基本I/O功能、相机复位功能、时序输出功能、串口通讯功能、电源输出功能等。
以上内容仅供参考，如需了解更具体的信息，建议查阅关于相机采集卡参数的资料、文献，也可以咨询技术方面的专家。
除了上述参数，相机采集卡还有其他重要的参数，包括但不限于：1. 图像处理能力：采集卡的处理速度和算法决定了图像处理的速度和质量。
一些高端采集卡具有强大的图像处理能力，能够实现实时图像处理、分析和识别等功能。
2. 兼容性：相机采集卡需要兼容各种品牌和型号的相机，以确保图像采集的稳定性和可靠性。
3. 接口类型：常见的接口类型包括PCI、PCI-E、USB等。
不同的接口类型具有不同的传输速度和带宽，需要根据实际需求选择合适的接口类型。
4. 视频输入范围：指采集卡所能接收的视频信号的输入范围，通常为0\~1023或0\~4095。
04 图像采集卡与接口技术——Update 20160321
USB 3.0 10GigE Coax
07 08 10
GigE
IEEE-1394a
97 98 99 00 01 02 03 04
IEEE-1394b
05 06
传统数字接口
RS-422 2.4V，1200米 LVDS-Low Voltage Differential Signaling 350mv，400 Mbps Channel Link
Camera Link接口分类
Camera Link线缆特点
1. 支持85MHZ时钟 2. Camera Link 标准线缆最长传输10米 3. PoCL （Power Over Camera Link）（12V 4W）
Camera Link 传输特点
1.Camera Link实现实时信号接口种类较多，从接口形式上可分为标准口、方形口、 迷你口等，从协议标准上可分为USB 1.0、USB 1.1、USB 2.0、USB 3.0。
• USB 1.0/1.1：
USB 1.0是在1996年出现的，速度只有1.5Mb/s(位每秒) ； 1998年升级为USB 1.1，速度也大大提升到12Mb/s，在部分 旧设备上还能看到这种标准的接口。USB1.1是较为普遍的 USB规范，其高速方式的传输速率为12Mbps。
图像采集卡的定义与分类
模拟接口信号
1. PAL 和 CCIR 制式
2. NTSC or RS170 (EIA) 制式
3. 非标准制式
图像采集卡的定义与分类
数字接口信号 1.传统数字信号（RS-422, LVDS) 2.Camera Link HS Link Camera Link HS 3.IEEE1394A/B 1394 S1600/S3200 B2.0 USB 3.0 5.Gigabit Ethernet 10 GigE 6.Coaxpress
多媒体素材的基本概念
介绍 Photoshop的功能
Photoshop主要具有以下功能： (1). 绘图功能，它提供了许多绘图及色彩 编辑工具。 (2). 图像编辑功能，包括对已有图像或扫 描图像进行编辑，例如放大和裁剪等。 (3). 创意功能，许多原来要使用特殊镜头 或滤光镜才能得到的特技效果用Photoshop软件就 能完成，也可产生美学艺术绘画效果。 (4). 扫描功能，使用Photoshop可以与扫描 仪相连，从而得到高品质的图像。
从光盘或Internet上引用WAV、MIDI、MP3
利用多媒体录音设备录制 –Windows中的一个附件。用于录制、播放和 编辑波形声音(*.WAV)，并进行简单的效果 处理。 –外接录音机、CD等从声卡的输入接口 利用超级解霸软件进行采集和加工 –可将VCD—WAV、MP3—WAV、CD-WAV、CD-MP3 等
画图（Paintbrush)
– Windows下的一个小型绘图软件，可处理简单图形
Photoshop – 是Adobe公司的最著名的图像处理软件。 PhotoDraw
——只要你想得到，推出的图像处理软件，它有丰富的 功能及良好的易用性，且与Office及Web页可以无缝 地连接和嵌入。
多媒体素材的基本概念
多媒体素材
多媒体课件中所用到的各种听觉和视觉材料。 素材的种类 文字、图形、图像、动画、音频、视频等。 多媒体素材的“采集”、“编辑” 从现有的各种资料中提取有用信息、将其 转换为多媒体创作工具可以引用的素材的过程。
多媒体素材的采集与编辑
文字素材的采集与编辑 音频素材的采集与编辑 图像素材的采集与编辑 视频素材的采集与编辑 动画素材的采集与编辑
利用数码相机： – 将实际物景直接转化为数字图像。 捕捉屏幕画面并进行数字化处理 – 利用Windows----Print Screen－剪贴板 – 利用SnagIt、超级解霸等截图软件来抓取所需 的图像。
视频采集卡
视频采集卡求助编辑百科名片视频采集卡(Video Capture card)也叫视频卡，是将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据，存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。
按照其用途可以分为广播级视频采集卡，专业级视频采集卡，民用级视频采集卡。
编辑本段概念视频采集卡又称视频捕捉卡，用它可以获取数字化视频信息，并将其存储和播放硬压缩视频采集卡出来。
很多视频采集卡能在捕捉视频信息的同时获得伴音，使音频部分和视频部分在数字化时同步保存、同步播放。
视频采集卡，“Video Capture Card”，其功能是将视频信号采集到电脑中，以数据文件的形式保存在硬盘上。
它是我们进行视频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以及网上流媒体等格式，方便传播。
编辑本段分类视频采集卡按照视频信号源，可以分为数字采集卡（使用数字接口）和模拟采集卡。
视频采集卡视频采集卡按照安装链接方式，可以分为外置采集卡（盒）和内置式板卡。
视频采集卡按照视频压缩方式，可以分为软压卡（消耗CPU资源）和硬压卡。
视频采集卡按照视频信号输入输出接口，可以分为1394采集卡、USB采集卡、HDMI 采集卡、VGA视频采集卡、PCI视频卡、PCI-E视频采集卡。
视频采集卡按照其性能作用，可以分为电视卡、图像采集卡、DV采集卡、电脑视频卡、监控采集卡、多屏卡、流媒体采集卡、分量采集卡、高清采集卡、笔记本采集卡、DVR卡、VCD卡、非线性编辑卡（简称非编卡）。
视频采集卡按照其用途可分为广播级视频采集卡，专业级视频采集卡，民用级视频采集卡，它们档次的高低主要是采集图像的质量不同。
数据采集卡分类与应用
AO运用－交流电机速度控制
15000转／212＝3.7转
０－１０V
变频器
０－15000转
M
36
37
3、数字量输入输出DI/DO
通道数目（16、32）； 隔离/非隔离； 输入电压范围和输出驱动能力
38
信号的输入DI
39
非隔离输入DI
40
隔离输入DI
外部隔离输入
1.2K Ohm
板卡内部
Register level
Driver level
Microsoft Windows (Windows 95/98
Windows
NT Windows 2000)
DOS
Hardware ( ISA /PCI Card)
69
你会在工程目录中看到Driver.h中定义了API 函数的格式
70
常见工控厂商名录
71
研华 advantech
1983年创立，研华公司，总部中国台北
72
凌华科技 ADLINK
1995年立，总部中国台北。
73
控创集团 Kontron
控创集团(Kontron)成立1962年，总部德国。
74
华北工控 NORCO
华北顺通科技有限公司（简称华北工控） 始创于1991年。
75
20
４）、板卡AI的通道个数
根据模拟量的输入数量确定. 常见的通道数量为１６／３２ 如仓库温度控制
21
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５）、AD板卡多通道采样同步与轮 询
– 同步采样
板卡采用多个A/D芯片，不同通道采用同一时钟 保证不同通道的采样时间相同（信号同步）
– 轮询采样
只采用一个A/D芯片，通过多路转换开关实现不同 通道的切换
一建公路图像采集卡
一建公路图像采集卡机器视觉技术是一门交叉学科，主要用来模拟人的视觉功能，用于实际检测、测量和控制。
一个典型的机器视觉系统是由照明、镜头、高速相机、图像采集卡、视觉处理器五大部分组成。
整个机器视觉系统分为图像采集与图像处理两大板块，采用模拟工业相机的图像采集系统中，图像采集卡就是连接这两大板块的重要组件。
可以说图像采集卡扮演着重要的角色。
图像采集卡也称为视频抓取卡，这个部件通常是一张插在 PC 上的卡。
这张采集卡的作用将摄像头与 PC连接起来。
它从摄像头中获得数据（模拟信号或数字信号），然后转换成PC 能处理的信息。
它同时可以提供控制摄像头参数（例如触发、曝光时间、快门速度等等）的信号。
图像采集卡形式很多，支持不同类型的摄像头，不同的计算机总线。
下面是图像采集卡常用的一些概念：01 A/D转换图像采集卡可以实现模拟信号向数字信号的转换，对于整个机器视觉系统的图像采集工作起着重要的作用。
而机器视觉系统图像采集卡的这一模数转换，称为A/D转换，相应的实现转换的组件被称之为A/D转换器。
与之相对应的还有D/A转换，显而易见，D/A 转换指的就是数字信号向模拟信号的转换了。
02 传输通道数在工业生产检测过程中，有时需要多台视觉系统同时运作，才能保证一定的生产效率。
因此，为了可以满足系统运行的需要，图像采集卡需要同时对多个相机进行A/D转换。
传输通道数就是指的就是利用同一块图像采集卡同时进行转换的数目，目前市场上研发生产的采集卡可选传输通道有单通道、双通道、四通道等模式。
03 采样频率在工业生产检测过程中，有时需要多台视觉系统同时运作，才能保证一定的生产效率。
因此，为了可以满足系统运行的需要，图像采集卡需要同时对多个相机进行A/D转换。
传输通道数就是指的就是利用同一块图像采集卡同时进行转换的数目，目前市场上研发生产的采集卡可选传输通道有单通道、双通道、四通道等模式。
04 采样频率一个视频信号可以通过一系列帧进行渐进采样，也可以通过对于一个序列的隔行扫描的场进行隔行扫描采样，而在这个隔行扫描采样的视频序列里，一帧的一半的数据是在每个时间采样间隔进行采样的。
图像采集卡的基础知识介绍
LVAL
行同步信号。当FVAL为高电平时， LVAL高电平表明相 机正输出一个有效的像元行。
数字信号——CameraLink
13对线（其中有 6线对数据线），使得接插件的尺寸更 加的小巧。允许相机设计的体积更小。 更高的传输速率。采用Channel Link芯片组( 支持速率达 2.3Gb/s )满足对数据传输速率越来越高的要求。 集成有串口通讯协议。
一、图像采集卡基本概念
分辨率
采集卡能支持的最大点阵反映了其分辨率的性能，即所能
支持的相机最大分辨率。
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。
一、图像采集卡基本概念
Matrox 的 Odyssey XA：独立四通道
一、图像采集卡基本概念
Matrox 的 MeteorII/Multi-Channel：三通道
数字信号——CameraLink
Base 8-bit x 1-3 10-bit x 1-2 12-bit x 1-2 14-bit x 1 16-bit x 1 24-bit RGB 8-bit x 4 Medium – – – – – – Full – – – – – – –
Matrox 的 Odyssey XCL
二、图像采集卡原理及过程
视野（FOV）或视场是相机及光学系统“看”到的真实 世界的具体部分。 CCD芯片将光能转化为电能。 相机将此信息以模拟信号的格式输出至图像采集卡。
A/D—转换器将模拟信号转换成8位（或多位）的数字信 号。每个像素独立地把光强以灰度值（Gray Level）的形 式表达。这些光强值从CCD芯片的矩阵中被转移存储在 内存的矩阵数据结构中。
图像采集卡介绍及分类
图像采集卡介绍及分类1 按图像采集卡的主要特性可作如下分类（1） Microvision彩色图像采集卡与黑白图像采集卡根据系统中摄像机的不同，图像采集卡也相应地分为彩色图像采集卡和黑白图像采集卡。
但是，彩色图像采集卡也可以采集同灰度级别的黑白图像。
（2） Microvision模拟图像采集卡与数字图像采集卡目前现场广泛应用的摄像机是模拟信号摄像机，与此相应所采用的图像采集卡也是模拟图像采集卡。
模拟图像采集卡上设有A/D转换芯片，其对输入信号以4:2:2格式进行采样，然后进行量化，一般对YUV（也即对RGB）各8位量化，则传入的视频信号转换为数字图像信号。
与数字摄像机配套使用的图像采集卡，可称为数字图像采集卡。
（3） Microvision面扫描图像采集卡和线扫描图像采集卡与面扫描相机配套的采集卡是面扫描图像采集卡，其一般不支持线扫描相机。
配合线扫描相机使用的是线扫描图像采集卡。
支持线扫描相机的图像采集卡往往也支持面扫描相机。
2 Microvision板卡的基本技术参数图像采集卡的技术参数主要有以下几方面：（1） Microvision图像传输格式Microvision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）Microvision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。
机器视觉培训教程第二讲1
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第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
四、相机的基本概念：
异步触发（Reset&Restart）：通常情况下相机是不间断地拍照的－－ 无的放矢。当CCD相机处于异步触发方式时，相机并不是以固定时钟连 续扫描和输出连续信号。而是在收到一个触发信号后，再开始扫描输出 新的一帧信号。
CCD的基本工作原理是，当然光子撞击到硅原子上时，会产生 自由电子。再将这些自由电子收集在一起形成信号。
感光单元 (CCD Pixcel)
工作原理
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
六、相机基本成像原理：
CCD的电荷存储器，能够存储一定量的电子。将电子释放出来 之后所形成的电流，便可以量化地代表感光面上某点的明暗信息。
显微镜头 物体成像与物体物理大小相对比率。如1：1、1：2镜头。
远心镜头 无畸变镜头
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
三、镜头的成像原理及各参数间关系：
光圈
（相当于水龙头开 关，开得越大，所
需时间越短）
光线 （相当于水）
工作距离
（距离越远，所需 时间越长）
光线强度
（相当于水压，水 压越大，所需时间
四、相机的基本概念：
CCD传感器的灵敏度: 上面是一个典型的CCD图像传感器对于不同光谱的响应
曲线。
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
四、相机的基本概念：
• 信号格式 模拟图象信号的格式包括：复合视频信号，Y/C分离信号，RGB分量信 号。绝大多数周边设备都能够兼容这些信号格式。通常情况下对于彩色 视频信号，Y/C分离传输的方式优于复合视频传输的方式，RGB分量传 输的方式又优于Y/C分离传输方式。
任务四 图像采集卡
视
频
信
标准信号
彩色：NTSC/PAL
号 分
(标准模拟信号) 黑白：RS170/CCIR
类
非标准
非标准模拟信号 数字：LVDS/1394/RS422/Camera Link/USB/GigaBit
机器人视觉与传感技术 任务四：图像采集卡
四、板卡的分类
模拟信号——接口
标准制式 分辨率 色制 帧频(Hz) 点频(MHz) 行频(KHz) 场频(Hz)
❖ USB 2.0向下兼容USB 1.1、USB 1.0，数据 的传 输率可以达到120Mbps～480Mbps。
❖ 传输距离短，0.6米。
机器人视觉与传感技术 任务四：图像采集卡
四、板卡的分类
数字信号——接口 IEEE1394
❖ 两种接口标准，一种是6针接口，另一种是 4针接口。6针接口可以从端口获得电源， 以给那些无法自己供电的产品提供电源。
❖每线对最大传输率为655Mb/s。
优点：高速，可靠性高，传输距离远， 支持多相机连接。 缺点：管脚定义不统一，兼容性差，电 缆成本高。
机器人视觉与传感技术 任务四：图像采集卡
四、板卡的分类
数字信号——接口 CameraLink
❖ 13对线（其中有 6线对数据线）， 使得接插件的尺寸更加的小巧。允 许相机设计的体积更小。
✓ 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。
机器人视觉与传感技术 任务四：图像采集卡
二、视频基础
❖ 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, . . . )
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图像采集卡基本概念及分类
图像采集卡（Image Gr abber）又称为图像卡，它将摄像机的图像视频信号，以帧为单位，送到计算机的内存和VGA帧存，供计算机处理、存储、显示和传输等使用；在机器视觉系统中，图像卡采集到的图像，供处理器作出工件是否合格、运动物体的运动偏差量、缺陷所在的位置等等处理。
基本概念
1、图像采集卡（Fr ame 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。
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。
普通PCI接口理论传输速度为132MB/S，PCI-E，PCI-X是更高速的总线接口。
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、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
9、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
可采集的视频信号
·模拟视频和数字视频；
·标准视频和非标准视频信号；
·隔行和逐行扫描方式；
·黑白和彩色摄像机输出；
·复合和各种分量式彩色视频信号
图像采集卡的分类
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. 根据采集信号颜色可分为：
黑白图像采集卡
彩色图像采集卡
输出接口类型
根据不同的应用方向，为配合所接摄像头，图像采集卡有多种输出接口，其主要接口有BN C、VGA、Camer alink、LVDS、DVI、USB、FireWir e等。