图像采集卡的基础知识介绍
采集卡是什么意思,采集卡是什么意思
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关于采集卡的意思，计算机专业Байду номын сангаас语名词解释
由于LED显示屏是一种特殊的显示媒体,它不能直接接受计算机数据,需要进行一系列变换。采集卡的功能是把高速的计算机(或多媒体显示卡上)的显示数据进行采集,经过转换,并降频传输到主控器,在不需要播放录像带,VCD等视频图像时,采集卡可直接与计算机显示卡相连。
工业相机视频采集卡
和其他电脑硬件一样，购买的基本准则是够用就好，关键是适用于自己，不盲目追求。
以避免不必要的花费。
此外在挑选自己适用的采集卡的时候应该货比三家，仔细比较各种采集卡的性能价格，对于厂家，商家打出的广告性宣传应细细辨别校对。
用户应该对几项主要的性能参数进行比较，1，是否支持视频数据的硬件级处理，这可是重要的一点。
2，帧速率，这个指标则更为重要且具体，帧速率的高低直接影响采集卡制做的视频文件能否流畅，一般帧速率比较低的产品低档，CPU占用率也高，现阶段一般的中档视频采集卡基本都能达到352 *288 (PAL 制式)在此分辨率下其可采录的帧速率能达到25 帧/秒，而高档产品可达到60 帧/秒对一般家用而言在压缩成MPEG I 的式PAL 制式动态分辨率为352 * 288 时应达到25 帧/秒（NTSC 制式）而分辨率为320 240 时应达到30 帧/秒3，分辨率，我们知道分辨率是视频文件质量好坏的主要参数，一般VCD的分辨率为352*288 (PAL 制式)320*240 NTSC 制式），而DVD的分辨率则高的多一般为704*480 30fps或704*576 25fps。
而一般用户是用不到这么高的分辨率的。
此外还要注意的一点是分辨率有静态画面捕捉分辨率和动态分辨率之分，一般静态画面捕捉分辨率是大大高于动态分辨率的，而产品广告中可能没有注明，消费者可能将静态画面捕捉分辨率当成动态分辨率。
这一点大家在购买的时候要注意区分。
4．是前面提到是否带音频输入功能以及是否附赠VCD 制作软件大家可别小看音频输入功能如果没有这项功能我们采录的仅仅是图像而音频信号将通过声卡进行传输录制这在实时采集视频信号时将增大对系统资源的占用率并容易造成视频与音频信号不同步一旦出现这种不同步的情况往往没有修正的余地只能重新录制至于附赠的VCD 制作软件则是多多益善而且附赠的VCD 制作软件越高档。
四，采集卡应用指南1，采集卡和数字录像机的连接。
相机采集卡使用技巧
相机采集卡使用技巧相机采集卡是一种重要的设备，它可以帮助我们将相机拍摄的图片或视频转移到电脑上进行编辑和保存。
下面是一些使用相机采集卡的技巧，希望对大家有所帮助。
第一，选择适合的采集卡。
目前市面上有很多种不同品牌的采集卡，如Elgato、Blackmagic Design等。
在选择采集卡时，需要根据自己的需求和相机型号来确定。
比如，如果你需要采集4K视频，就需要选购支持高分辨率的采集卡。
第二，正确连接采集卡和相机。
首先，将采集卡插入电脑的USB接口或PCI插槽中，然后根据相机的接口类型选择合适的数据线连接相机和采集卡。
常见的接口类型有HDMI、SDI和USB等。
需要注意的是，在连接过程中，要确保所有连接口都牢固连接，以防止信号传输中断或不稳定。
第三，设置相机输出参数。
在相机设置中，一般有关于输出选项的设置项。
通过调整这些参数，可以改变图像质量、分辨率、帧率等。
根据自己的需求，调整相机的输出参数，以获得最佳的图像和视频质量。
第四，选择合适的采集软件。
在使用相机采集卡时，需要安装相应的采集软件。
这些软件一般提供了图像和视频采集、预览、录制、编辑等功能。
常见的采集软件包括OBS Studio、Adobe Premiere等。
根据自己的需求和应用场景，选择合适的采集软件进行使用。
第五，注意输出和录制格式的选择。
在使用相机采集卡进行拍摄和录制时，需要注意选择合适的输出和录制格式。
常见的输出格式有JPEG、PNG、MP4等，而录制格式有AVI、MOV、MKV等。
根据自己的需求和后期处理的要求，选择合适的格式进行设置。
第六，合理设置采集卡的参数。
不同的采集卡可能有不同的参数设置选项。
例如，一些采集卡支持色彩空间设置、图像锐化、降噪等。
根据自己的需求和喜好，设置合适的参数，以获得满意的效果。
第七，注意电脑性能和存储空间。
相机采集卡需要电脑来进行数据的接收和处理，因此需要确保电脑的性能和存储空间能够满足需求。
对于高分辨率的图像和视频，需要更高的性能要求。
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。
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。
大恒图像系列板卡 DH-CG300 CG320 QP300 图像采集卡 说明书
大恒图像系列板卡DH-CG300/ CG320/QP300图像采集卡使用说明书2009年3月版本手册中所提及的其它软硬件产品的商标与名称，都属于相应公司所有。
本手册的版权属于中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司所有。
未得到本公司的正式许可，任何组织或个人均不得以任何手段和形式对本手册内容进行复制或传播。
本手册的内容若有任何修改，恕不另行通知。
© 2008中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司版权所有网站：营销中心：sales@010-********转8028 支持信箱：support@010-********转8006首先感谢您选用大恒图像产品，DH-CG300视频采集卡是我公司新近开发的彩色/黑白视频图像采集卡。
它具有使用灵活、集成度高、功耗低等特点。
由于采用PCI总线，所采集的图像数据传输基本不占用CPU时间，并可将图像直接传送到计算机内存或显存，是当今市场上相当流行的一种图像采集卡。
它适用于图像处理、工业控制、多媒体监控、办公自动化等领域。
本手册详细介绍了DH-CG300的工作原理，软硬件安装、使用。
DH-QP300是在一块单板上集成了四块DH-CG300，但每一块DH-CG300仅支持两路复合视频输入。
DH-QP300特别适于多画面同时采集。
DH-CG320是基于PC/104-Plus结构的图像采集卡，该卡可进行高质量彩色/黑白视频信号实时采集。
并通过PCI总线传送到主板内置的VGA卡上实时显示或传送到计算机内存中实时存储。
视频数据的传送过程由图像卡控制，无需CPU参与。
目 录1 概述 (1)1.1 DH-CG300技术性能及指标 (1)1.2 DH-CG320技术性能指标 (1)1.3 DH-QP300技术性能及指标 (2)1.4 DH-CG300/DH-CG320/DH-QP300工作原理框图 (3)1.5 数据格式 (4)2 安装 (7)2.1产品清单 (7)2.2 运行环境 (7)2.2.1 显示卡 (7)2.2.2 主机板 (8)2.3安装图像卡硬件 (10)2.3.1注意事项 (10)2.3.2 图像卡的输入、输出端口 (10)2.3.3安装步骤 (13)2.4安装图像卡设备驱动程序 (14)2.4.1 文件目录 (14)2.4.2 Windows2000环境下 (14)2.4.3 WindowsXP环境下 (19)2.4.4 WindowsNT环境下 (22)2.5升级图像卡设备驱动程序 (23)2.5.1 Windows2000环境下 (23)2.5.2 WindowsXP环境下 (27)2.6 安装图像卡演示程序 (28)2.7 安装图像卡软件开发包 (32)3 使用单卡演示程序 (36)3.1启动 (36)3.2菜单功能 (36)3.3图像卡运行 (38)3.3.1采集图像到屏幕 (38)3.3.2 文件和打印操作 (40)3.3.3 控制图像卡 (40)3.3.4分配静态内存 (43)3.3.5采集图像到内存中 (44)4 使用多卡演示程序 (47)4.1启动 (47)4.2菜单功能 (47)4.3图像卡运行 (49)5.附录 (50)6.修改历史 (53)1 概述1.1 DH-CG300技术性能及指标★ 三路复合视频输入，一路S-Video输入，软件切换。
图像采集卡基本概念及分类
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。
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。
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
图像采集基本知识.
图像采集基本知识视频采集即将视频转换成PC机可使用的数字格式。
微视专业图象采集卡是将视频信号经过AD转换后，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，图象传送速度高达33MB/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。
图象速率及采集的计算公式帧图像大小（Image Size）：W×H（长×宽）---您必须首先了解：需要采集多大的图象尺寸？颜色深度∶d（比特数）---希望采集到的图象颜色（8Bit灰度图象还是16/24/32Bit真彩色）帧速∶f---标准PAL制当然就是25帧，非标准就没准了！500-1000帧都有可能数据量∶Q（MB）---图象信号的数据量采样率∶A（MB）---采集卡的采样率，通过其产品手册可知计算公式∶ Q=W×H×f×d/8判断标准∶如果A>Q×1.2，则该采集卡能够胜任采集工作。
视频源使用各种图象采集卡，首先需要您提供采集或压缩用的视频源。
视频源可以是∶VCD影碟机、已有的录像带、摄录机、LD视盘、CCD摄像头、监视器的视频输出等等。
●一台摄录机和使用摄录机录制的录像带.●一台盒式录像机或磁带录像机和已录制的录像带.● LD光盘播放机LD光盘或VideoCD播放机和VCD●摄录机或CCD摄像机●在医疗影像中，视频源常常是CT、X光机、B超、内窥镜、甚至MRI核磁共振等等。
●各种工业、军事上的高速非标准视频信号，如每秒200帧、500帧、甚至上千帧…（如用DALSA、PULNIX等高档数字像机作为视频源）其它●标准图像源设备必须使用NTSC或PAL格式，有复合视频或S-Video，甚至RGB 输出接口；●非标准信号需要得到其行频、场频等信息，可用示波器或微视测试卡。
●如需声音采集则还需要单声道或立体声的RCA音频输出接口。
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。
V300 采集卡 说明书
V300采集卡说明产品简介：V300是一款基于PCI总线的高品质标准彩色/黑白图像采集卡。
它支持最多6路复合视频输入，可接S-Video输入信号。
V300采集卡具有实时采集、实时存储、实时单屏显示功能、以及多种视频图像处理功能(单帧及连续帧采集、图形及文字的叠加等)，具有画质清晰、功能完善、兼容性好、性能价格比高的特点。
产品照片：图1 V300采集卡照片性能指标：产品型号：MVPCI-V300图像采集卡硬件版本号：HREV 2.2；板卡号：3030200001. 功能描述：a) 6路标准复合视频输入，可组合2路S端子+两路复合视频输入；可接PAL、NTSC、SECOM制标准信号；b) 可以真彩、伪彩、黑白方式采集图像，可选择多种采集方式；c) 实现视频图像通过计算机PCI总线实时传递至计算机内存；采集图像实时在VGA 卡上显示；d) 提供控制接口： 1路TTL输入（可接外触发）1路TTL输出（可接警报后控制）1路差分控制输入1路差分控制输出e) 多种附加功能，便于图像编辑：硬件完成图像水平、垂直方向任意缩小及开窗；硬件完成图像实时镜像；硬件完成图像实时顶底倒置；可实时采集单场、单帧、任意间隔以及连续帧的图像；可实时图像叠加字符、图形、文字等；f) 亮度、对比度、色度、饱和度，画面大小比例均软件调节；2. 性能指标：a) 图像显示分辨率为768*576（PAL制）和640*480（NTSC制）；采集分辨率为704*576(PAL制)和640*480（NTSC制）；b) 采样位数∶黑白方式8Bit，彩色方式支持RGB15、RGB16、RGB24、RGB32、YUV422、YUV411等多种图像格式；c) 采集速率：PAL制25帧/秒，NTSC制30帧/秒；d) Plug&Play方式，即插即用；e) 提供Win9x、Win 2000、WinXP环境下函数库；注意：1. 主板需提供PCI接口2. 一般情况下用户主机主板必须提供+3.3V和+5V电源；如果您的主板不能提供+3.3V电源，请在购买前告知我公司销售人员，我们将为您提供带有电源转换的板卡，这种板卡只须提供+5V电源即可。
第二讲大恒图像图像采集卡介绍081013
DW0
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，
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
总线知识介绍
➢PC-104/Plus
✓紧凑型PCI总线 ✓32位总线标准 ✓理论极限带宽133MBytes/s ✓平均带宽90-100MBytes/s左右 ✓多至三个PC-104/Plus设备共享带宽 ✓与PC-104总线（16位）差别极大，不能通用
总线知识介绍
➢PCI-E
✓64位总线标准 ✓1x的理论极限带宽266MBytes/s ✓平均带宽220MBytes/s左右 ✓每个PCI-E设备独占带宽 ✓可以有x1, x2, x4, x8, x16 , x32等扩展方式，提
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。
采集卡原理
采集卡原理采集卡，又称视频采集卡，是一种用于将模拟视频信号转换成数字视频信号的设备。
它在视频监控、视频会议、多媒体教学等领域有着广泛的应用。
那么，采集卡的原理是什么呢？首先，我们需要了解采集卡的基本组成。
采集卡通常由视频采集芯片、视频处理芯片、存储芯片、接口芯片等部分组成。
其中，视频采集芯片是最核心的部分，它负责将模拟视频信号转换成数字视频信号。
视频处理芯片则对数字视频信号进行压缩、解压缩、编码、解码等处理，以适应不同的应用场景。
存储芯片用于临时存储视频数据，接口芯片则提供了与计算机或其他设备连接的接口。
其次，我们来了解一下采集卡的工作原理。
当模拟视频信号输入到采集卡时，首先经过视频采集芯片的采样和量化，将模拟信号转换成数字信号。
然后，数字视频信号经过视频处理芯片的处理，进行压缩、编码等操作，最终输出成计算机可以识别的数字视频数据。
这些数据可以通过存储芯片进行临时存储，也可以通过接口芯片传输到计算机或其他设备上进行进一步处理或显示。
此外，采集卡的工作原理还涉及到视频信号的传输和处理。
在传输过程中，采集卡需要保证视频信号的稳定性和清晰度，以确保最终显示效果的质量。
在处理过程中，采集卡需要根据不同的应用场景进行相应的处理，如视频压缩、编码、解码等，以满足不同场景的需求。
综上所述，采集卡的原理主要包括视频信号的采集、转换、处理和传输。
通过视频采集芯片、视频处理芯片、存储芯片和接口芯片等部分的协同工作，采集卡能够将模拟视频信号转换成数字视频信号，并在计算机或其他设备上进行进一步处理或显示。
这种原理的应用使得采集卡在视频监控、视频会议、多媒体教学等领域有着广泛的应用前景。
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, . . . )
采集卡是什么
采集卡是什么推荐文章什么是视频采集卡视频采集卡的用途热度：视频采集卡怎么安装热度：视频采集卡是什么热度：不知道大家对视频采集卡是否有所了解呢?它可能不像其他的电脑配件那样为人们熟知，所以今天店铺在这里为大家普及一下关于采集卡的知识，帮助大家加深对采集卡的认知，和归类相关的采集卡的报价，使大家在以后购买和使用采集卡的时候就会省心很多。
视频采集卡的分类我们在了解视频采集卡的分类之前，要先知道什么是视频采集卡。
视频采集，大家可能不太理解，所以它还有个别名叫做视频捕捉卡，这样是不是就比较通俗易懂了呢?其实就是把像一些摄像机、录像机或者电视机等里面的混合数据导入电脑，然后把这些转换成电脑可以辨别的数字数据，这样它们才能成为可以编辑处理的视频数据文件。
而视频采集卡就是完成上述的那些过程的一个硬件。
这么一说，视频采集卡在处理视频文件时还是很重要的，可以说是它便利了视频信号在网媒上的传播。
接下来我们就可以看看它的分类了。
大家应该都了解根据不同的方式会有多种分类，今天小编在这里主要和大家讲一讲视频采集卡按照视频压缩的方式来分的类，主要有两大类。
第一类就是软压卡，它消耗CPU资源，这用这种软压卡的DVR为软压缩DVR，也叫做视频采集卡。
为什么这么说呢?因为它的核心任务就是负责采集视频，像什么视频压缩啊，解压缩啊或者其他视频处理啊通通不用管，交给计算机的CPU就可以啦。
而第二类就是硬压缩卡，别名为视屏采集压缩卡，也就说明了采集这个任务是要自己完成的，主要就是通过采集卡上的DSP芯片来处理视频压缩，这就是和软压卡的不同。
采集卡的报价如果大家对采集卡功能要求不高，只是想看看电视也不怎么想花钱，可以买较为平价一点的采集卡。
常用的有佳的美的PT307电视卡，大约125RMB(人民币)，或者是影视大师白金版电视卡，也是差不多的价格。
再稍微贵一点的就是映派TV卡，性价比更高，价格在220RMB左右。
如果大家对视频的质量要求更高，想买更高级一点的采集卡，小编在这里为大家推荐德加拉影视大师DVD黄金班，是一款性价比也很高的内置视频采集卡，大约1500RMB。
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一、图像采集卡基本概念
A/D转换
视频信号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 模拟信号 低通滤波 采样/保持 A/D转换
数字信号
一、图像采集卡基本概念
Matrox 的 Odyssey XA：10-bit A/D
二、图像采集卡原理及过程
模拟信号经A/D转换，传输至内存的图像
相机“看”到的 图像
三、视觉系统图像表达
相机信号经采集卡进入计算机内存，表现为一个矩形区 域，区域中的每一点的数值
黑白图像
灰度值（Gray Level）
某一点的灰度值，也是物理世界上这一点的光强弱信息 的表示。
三、视觉系统图像表达
图 像 采 集 卡 基 本 结 构 硬 件 图
一、图像采集卡基本概念
图像采集卡附加功能
触发功能 (Trigger) 灯源控制功能 (Strobe)
基本I/O功能 (I/O)
相机复位功能 (Asynchronous Reset)
时序输出功能 (Timing Out)
串口通讯功能 (RS232) 电源输出功能 (Power out)
数字信号——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。 1394A传输速率为 400Mb/s，1394B 可达 800Mb/s。
不需要控制器，可以实现对等传输，最大连线4.5米，大 于4.5米可采用中继设备。
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。
数字信号——CameraLink
灰阶越高图像的细节更多，层次更分明。
三、视觉系统图像表达
由于windows目前的限制，能够显示的灰度最多为256个， 显示10bit或更高的灰度图像可以通过： 软件LUT的方式，和医疗影像中的窗宽窗位的概念类似 显示高8位的方式
三、视觉系统图像表达
相机信号经采集卡进入计算机内存，表现为一个矩形区 域，区域中的每一点的数值
三、视觉系统图像表达
相机信号经采集卡进入计算机内存，表现为一个矩形区 域，区域中的每一点的数值
黑白图像
灰度值（Gray Level）
8bit 10bit~16bit
三、视觉系统图像表达
相机信号经采集卡进入计算机内存，表现为一个矩形区 域，区域中的每一点的数值
黑白图像
灰阶
8bit：灰阶范围256 10bit：灰阶范围1024
六、如何选用图像采集卡
依据信号标准可以分为:
视 频 信 号 分 类
标准信号
彩色：NTSC/PAL
(标准模拟信号)
黑白：RS170/CCIR
非标准模拟信号
非标准
数字：LVDS/RS422/Camera Link/1394/GigE/USB
模拟信号——接口
模拟信号——信号特征
标准制式 分辨率 PAL CCIR NTSC RS170
8GB/S
一、图像采集卡基本概念
图像格式（像素格式）
黑白图像：通常，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。
一、图像采集卡基本概念
MUX：通道选择 Decoder：视频解码器 •A/D •VRGB,YUV VIA：视频接口芯片 • Bridge •Controls
一、图像采集卡基本概念
模拟采集卡的数字化精度
像素抖动
像素抖动是由图像采集卡的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。
一、图像采集卡基本概念
模拟采集卡的数字化精度
像素抖动
一、图像采集卡基本概念
模拟采集卡的数字化精度
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。典型的灰度噪声 为0.7个灰度单元，表示为0.7LSB。
一、图像采集卡基本概念
采样频率(时钟、点频)MHz
采样频率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。 Pixels Clock = Htotal * Vtotal * 帧(场)频
STROBE/PLCK
像元时钟信号。 STROBE是图像数据的像元时钟。它的 频率与数据速率相同，即使数据无效， STROBE仍然连续交 变。为了获得有效的图像数据，采集卡一般在FVAL和LVAL 为高电平时，在STROBE的下降沿进行数据锁存。 FVAL 帧同步信号。一般FVAL高电平表明相机正输出一帧有效 数据。 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。
相机信号经采集卡进入计算机内存，表现为一个矩形区 域，区域中的每一点的数值
黑白图像Leabharlann 灰度值（Gray Level）
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后，如果光强达到CCD 感应的极限，此像素为纯白色。对应于内存中该像素灰度值 为255。如果完全没有光线进入CCD像素，此像素为纯黑色。 对应于内存中该像素灰度值为0。
行频(KHz)：每秒钟扫描多少行；
场(帧)频(Hz，fps)：每秒钟扫描多少行场(帧)。
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
而速度得到提高。
每线对最大传输率为655Mb/s。
数字信号——LVDS
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。
数字信号——LVDS
DATA(8，10，12，14)：多通道数据输出
例：12位数据总线。 DATA 0～11是相机输出的、分别对 应目标某个像元灰度的12位图像数据。
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 Medium – – – – – – Full – – – – – –
8-bit x 4
10-bit x 3-4 12-bit x 3-4 30-bit RGB 36-bit RGB 8-bit x 8
帧(场)后肩(C)
帧(场)有效信号(D) 帧(场)前肩(E)
模拟信号——信号描述
行特性： 行同步(B) 行后肩(C)
行有效信号(D)
行前肩(E)
模拟信号——三种模式
PLL（Phase Lock Loop )锁相环模式 相机向采集卡提供A/D转换的时钟信号，此时钟信号来 自于相机输出的 Video 信号。
768*576
640*480
色制
帧频(Hz)
彩色
25
黑白
彩色
30
黑白
点频(MHz)
行频(KHz)
14.75
15.625
12.27
15.74
场频(Hz)
50
60
模拟信号——同步信号的三种形式
composite video
composite sync ( CS 或者 SYNC )
separate sync ( HS/VS 或者 HD/VD )
XTAL模式
图像采集卡给相机提供 Pixel Clock 信号以及 HS/VS 信 号， 并用提供的时钟信号作为A/D转换的时钟，但同 步信号仍可用相机输出的 HS/VS。
VScan模式 由相机向图像采集卡提供 Pixel Clock 信号，HS 和 VS 信号。
数字信号——接口
传统数字信号（RS-422, LVDS) CameraLink IEEE1394(Firewire)
彩色图像
RGB值
四、板卡分类
依据输入信号类型可以分为:
模拟图像采集卡
数字图像采集卡
模拟图像采集卡 Morphis
数字图像采集卡 Solios-XCL
四、板卡分类
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
图像采集处理卡 Matrox的 Radient eCL
五、板卡硬件发展趋势
传统图像采集卡(A/D转换)最终将被淘汰； CameraLink、Firewire(1394)、LVDS、GigE等数字接口采集 卡已被广泛使用； 智能相机(Smart Camera)会应用于工业现场控制与嵌入式系 统； 带网络接口(Gigabit Ethernet)的图像设备今后将占据主导地 位； 如：Basler 公司的 Ace、Scout-g、Pilot 千兆网面阵相机 e2v 公司的千兆网线阵相机
一、图像采集卡基本概念
Matrox 的 Solios-XA
一、图像采集卡基本概念