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 Grabber）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（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。

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BNC、VGA、Cameralink、LVDS、DVI、USB、FireWire等

编辑本段与其他传输规格比较

PCI Express x16 插槽

WY5715F BCM5715S

PCI Express x1 插槽PCIe的规范主要是为了提升电脑内部所有总线的速度，因此频宽有多种不同规格标准，其中PCIe x16是专为显卡所设计的部分。AGP的资料传输效率最高为2.1GB/s，不过对上PCIe x16的8GB/s，很明显的就分出胜负，但8GB/s只有指资料传输的理想值，并不是使用PCIe接口的显示卡，就能够有突飞猛进的效能表现，实际的测试数据上并不会有这么大的差异存在。

传输通道数脚Pin总数主接口区Pin

数

总长度

主接口区长

度

x1 36 14 25 mm 7.65 mm x4 64 42 39 mm 21.65 mm x8 98 76 56 mm 38.65 mm x16 164 142 89 mm 71.65 mm

规格总线宽度工作时脉传输速率

PCI 2.3 32 位元33/66 MHz 133/266 MiB/s

PCI-X 1.0 64 位元66/100/133

MHz

533/800/1066

MiB/s

PCI-X 2.0

（DDR）

64 位元133 MHz 2.1 GiB/s PCI-X 2.0

（QDR）

64 位元133 MHz 4.2 GiB/s AGP 2X 32 位元66 MHz 532 MiB/s AGP 4X 32 位元66 MHz 1.0 GiB/s AGP 8X 32 位元66 MHz 2.1 GiB/s

PCI-E 1X 8 位元 2.5 GHz 512 MiB/s（双工）

PCI-E 2X 8 位元 2.5 GHz 1.0 GiB/s（双工）

PCI-E 4X 8 位元 2.5 GHz 2.0 GiB/s（双工）

PCI-E 8X 8 位元 2.5 GHz 4.0 GiB/s（双工）

PCI-E 16X 8 位元 2.5 GHz 8.0 GiB/s（双

工）

甚至对于某些PCI-E 1X插槽，我们完全可以将其锯开（这样有可能会失去质保），比如可以用来插上NVDIA的显卡做为物理加速卡与ATI显卡一同工作。