剖析機(jī)器視覺圖像采集卡的功能與應(yīng)用

機(jī)器視覺技術(shù)是目前工業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)、醫(yī)療檢測(cè)等領(lǐng)域?yàn)閷?shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化而采取的應(yīng)用。整個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)分為圖像采集與圖像處理兩大板塊，采用模擬工業(yè)相機(jī)的圖像采集系統(tǒng)中，圖像采集卡就是連接這兩大板塊的重要組件。

由于機(jī)器視覺系統(tǒng)圖像采集部分主要由LED光源、工業(yè)鏡頭以及工業(yè)相機(jī)互相配合組合而成，而圖像處理部分則是由圖像處理軟件來實(shí)現(xiàn)，因此，在原理結(jié)構(gòu)上，圖像采集卡連接著工業(yè)相機(jī)與圖像處理軟件。

下面是圖像采集卡常用的一些概念：

1、A/D轉(zhuǎn)換

圖像采集卡可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，對(duì)于整個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的圖像采集工作起著重要的作用。而機(jī)器視覺系統(tǒng)圖像采集卡的這一模數(shù)轉(zhuǎn)換，稱為A/D轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的組件被稱之為A/D轉(zhuǎn)換器。

2、傳輸通道數(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)過程中，有時(shí)需要多臺(tái)視覺系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)作，才能保證一定的生產(chǎn)效率。因此，為了可以滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需要，圖像采集卡需要同時(shí)對(duì)多個(gè)相機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。傳輸通道數(shù)就是指的就是利用同一塊圖像采集卡同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的數(shù)目，目前市場(chǎng)上研發(fā)生產(chǎn)的采集卡可選傳輸通道有單通道、雙通道、四通道等模式。

3、采樣頻率

采樣頻率是機(jī)器視覺系統(tǒng)圖像采集卡的一個(gè)主要的技術(shù)指標(biāo)，它指的是圖像采集卡在采集圖像信息時(shí)的頻率，反映了采集卡處理圖像的速度與能力。

4、幀和場(chǎng)

一個(gè)視頻信號(hào)可以通過一系列幀進(jìn)行漸進(jìn)采樣，也可以通過對(duì)于一個(gè)序列的隔行掃描的場(chǎng)進(jìn)行隔行掃描采樣，而在這個(gè)隔行掃描采樣的視頻序列里，一幀的一半的數(shù)據(jù)是在每個(gè)時(shí)間采樣間隔進(jìn)行采樣的。

圖像采集卡特點(diǎn)

在PC上通過圖像采集卡可以接收來自視頻輸入端的模擬視頻信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采集、量化成數(shù)字信號(hào)，然后壓縮編碼成數(shù)字視頻。

大多數(shù)圖像采集卡都具備硬件壓縮的功能，在采集視頻信號(hào)時(shí)首先在卡上對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮，然后再通過PCI接口把壓縮的視頻數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)上。

因此，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集的關(guān)鍵是每一幀所需的處理時(shí)間。如果每幀視頻圖像的處理時(shí)間超過相鄰兩幀之間的相隔時(shí)間，則要出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失，即丟幀現(xiàn)象。

采集卡都是把獲取的視頻序列先進(jìn)行壓縮處理，然后再存入硬盤，也就是說視頻序列的獲取和壓縮是在一起完成的，免除了再次進(jìn)行壓縮處理的不便。

編輯：jq