图像采集卡主要的作用是图像采集部分和图像处理部分的接口,图象经过采样、量化以后转换为数字图象并输入、存储到帧存储器的过程,叫做采集。所以这样的采集卡称为图像采集卡,视频行业中广泛的应用,不同的应用范围需要不同的图像采集卡。

下面将图像采集卡分类、及选择采集卡时需要考虑到的因素做以简单介绍。

一、图像采集卡分类

1、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、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。数字图像采集卡,即与数字摄像机配套使用的图像采集卡

3、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。

二、选择采集卡要考虑的主要参数

1、接口制式,数据格式

接口制式包括数字(Camera
Link、LVDS/RS422、1394、USB)、模拟(PAL、NTSC、CCIR、RS170/EIA、非标准模拟制式)一定与所选用相机一致。如选用数字制式还必须考虑相机的数字位数。如果选用的是USB相机就不必选择采集卡了,但对于1394相机来说,也可以选择相应的采集卡或者转接卡。

2、模拟采集卡要考虑数字化精度

模拟采集卡的数字化精度主要包括两个方面即:

(1)像素抖动(Pixel
Jitter):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;(2)灰度噪音(Grey-Scale
Noise):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。

3、采集卡的数据率(又称为“点频”):计算数字采集卡的数据率必须满足的要求可按下列公式计算:

Data Rate(Grabber)≥1.2×Data Rate(Camera)

Data Rate(Camera)=R×f×d/8

其中Data Rate(Grabber)为采集卡的数据率,通常被称为“点频”;

Data Rate(Camera)为相机的数据率,也称为“像素时钟”;

R为相机的分辨率;

f为相机的帧频;

d为相机的数字深度(或称灰度级)。

4、Memory大小, PCI总线的传输速率

5、相机控制信号及外触发信号

(1)外触发:由外部事件启动采集的过程。

(2)同步触发:不改变相机与板卡之间的同步关系,采集从下一个场有效信号开始。

(3)异步触发:改变相机与板卡的同步关系,采集从相机复位后的场有效信号开始。相机必须要具备异步触发的功能。

6、硬件系统的可靠性

硬件的可靠性在生产系统中是十分重要的,由设备故障而停产造成的损失远远大于设备本身。很多板卡厂家并没有标明如平均无故障时间等可靠性指标。这里有两个经验性的技巧用以评估不同板卡的可靠性,板上的器件的数量和功耗。

7、支持软件的功能

大多采集卡的厂商多是把其采集卡和其专用图像处理软件捆绑销售的,因此在选择采集卡的同时还必须考虑此视觉系统要选用的软件与采集卡是否兼容。同时采集卡的选择必须以视频源的特点为依据,视频源决定了采集卡。

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本文关键词:CCD视觉检测、视觉检测软件、品检机、瑞视特