達(dá)到最大吞吐量是工業(yè)和工廠自動(dòng)化的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)之一。提高傳感器分辨率和幀速率有助于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，但會(huì)限制帶寬，并帶來(lái)新的傳輸問(wèn)題。圖像采集卡是將相機(jī)連接到PC的最方便、最可靠的方式，在工業(yè)環(huán)境中使用圖像采集卡為高速應(yīng)用帶來(lái)了特定的好處，包括速度、數(shù)據(jù)安全和多臺(tái)相機(jī)的同步處理。

圖像采集卡的用途

了解圖像采集卡的功能和用途非常重要，以便更好地了解該設(shè)備是否適用于特定成像系統(tǒng)和應(yīng)用程序。從本質(zhì)上講，圖像采集卡可以實(shí)現(xiàn)高速圖像實(shí)時(shí)采集具有特殊同步特征的高分辨率圖像。

它利用PCI總線的功能管理從相機(jī)到電腦存儲(chǔ)器的圖像數(shù)據(jù)加載。圖像采集卡中的直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）控制器通過(guò)將圖像數(shù)據(jù)直接移動(dòng)到電腦的RAM存儲(chǔ)器，避免了圖像傳輸操作使CPU過(guò)載。圖像采集卡能夠完全處理將這些數(shù)據(jù)移動(dòng)到內(nèi)存和從內(nèi)存中移出所需的所有任務(wù)，從而釋放CPU來(lái)執(zhí)行其他任務(wù)。他們還能夠進(jìn)行所有的圖像處理和對(duì)機(jī)載圖像數(shù)據(jù)的任何額外操作。圖像采集卡接受快速觸發(fā)源和編碼器輸入，來(lái)與圖像捕獲中對(duì)象的移動(dòng)無(wú)縫同步。

圖像采集卡的優(yōu)點(diǎn)

使用圖像采集卡的主要好處是利用最快的速度和吞吐量來(lái)實(shí)現(xiàn)視覺(jué)系統(tǒng)的最佳結(jié)果。

• 將所有采集和I/O同步委托給單個(gè)設(shè)備
• 管理所有外部設(shè)備，包括它們的觸發(fā)和同步
• 高達(dá)25 GB/s的極高數(shù)據(jù)速率
• 一體化方法提供了許多高級(jí)成像功能
• 圖像采集卡進(jìn)行的預(yù)處理和圖像準(zhǔn)備（如去分層或顏色校正）
• CPU可用于其他任務(wù)
• 雙觸發(fā)可實(shí)現(xiàn)線掃描應(yīng)用程序的信號(hào)同步，實(shí)現(xiàn)精確同步，而無(wú)需任何物理觸發(fā)
• 可能低于1μs的極低延遲

這些圖像采集卡的功能為管理和同步中的成像系統(tǒng)提供了非常簡(jiǎn)單的解決方案同時(shí)管理許多觸發(fā)模式。

圖像采集卡的持續(xù)重要性

即使在今天，圖像采集卡使應(yīng)用程序能夠達(dá)到連接攝像頭的最大速度和分辨率。例如，在基于10GigE的應(yīng)用程序中通常使用的具有直接連接的高帶寬解決方案要慢得多，并且完全依賴于網(wǎng)卡。使用圖像采集卡可以消除丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)。板載緩沖器可以臨時(shí)存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)，以便幀抓取器可以在將圖像傳輸?shù)街鳈C(jī)PC之前重建或鏡像圖像。將圖像直接傳輸?shù)絉AM存儲(chǔ)器可立即用于CPU或GPU任務(wù)。更重要的是，該輔助設(shè)備在板載執(zhí)行圖像預(yù)處理時(shí)，根據(jù)位置和時(shí)序參數(shù)，為多個(gè)相機(jī)和系統(tǒng)正確同步所有接口、設(shè)備和參數(shù)，從而減少CPU負(fù)載，使其能夠執(zhí)行其他任務(wù)。

選擇合適的圖像采集卡的四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于每個(gè)圖像采集卡的單獨(dú)規(guī)格，將是為應(yīng)用程序選擇正確的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)卓越的成像性能和系統(tǒng)集成。有四個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)查看圖像采集卡的規(guī)格時(shí)請(qǐng)考慮。

1.相機(jī)類(lèi)型：圖像采集卡將取決于相機(jī)類(lèi)型和以下選項(xiàng)：

a.攝像頭傳感器速度：傳感器的速度是多少，是區(qū)域掃描傳感器還是線掃描傳感器？

b.色度：彩色圖像較大，因此需要更多的帶寬容量

c.環(huán)境：將要使用的圖像采集環(huán)境很重要

2.攝像頭支持的接口：攝像頭支持的界面將決定如何選擇圖像采集卡，因?yàn)榇嬖谟糜诟鞣N接口和連接類(lèi)型的各種模型。

3攝像頭數(shù)量：.攝像機(jī)數(shù)量成像系統(tǒng)內(nèi)將連接多少臺(tái)攝像機(jī)？當(dāng)需要支持和同步多個(gè)攝像頭時(shí)，或者如果計(jì)劃升級(jí)當(dāng)前安裝的系統(tǒng)，一個(gè)圖像采集卡就能滿足。

4.軟件：圖像采集卡必須與應(yīng)用程序的軟件環(huán)境兼容。

為給定應(yīng)用程序的圖像采集卡做出最佳決策所需的所有必要信息，包括其每個(gè)設(shè)備的制造商數(shù)據(jù)表中都提供了支持的功能。

典型的圖像采集卡應(yīng)用

圖像采集卡通常用于為高速應(yīng)用帶來(lái)最大的圖像傳輸速率。工業(yè)檢查、廣播和體育受益于（多個(gè)）攝像頭的低延遲同步，以實(shí)現(xiàn)不同角度和視角的最佳圖像分析。高速輸送線上的生產(chǎn)質(zhì)量檢查是最常見(jiàn)的框架抓取器的優(yōu)勢(shì)。他們可以將圖像捕獲與傳入觸發(fā)器同步，同時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，以確定產(chǎn)品的通過(guò)/失敗標(biāo)準(zhǔn)，并向拒絕電路發(fā)出顯著的CPU卸載信號(hào)。這使CPU能夠更快地處理其他任務(wù)。

為什么要為您的應(yīng)用程序考慮圖像采集卡

當(dāng)您需要實(shí)時(shí)高速采集具有特殊同步功能的高分辨率圖像時(shí)，圖像采集卡將是一個(gè)很好的選擇。圖像采集卡為成像系統(tǒng)提供了獨(dú)特的功能。它允許應(yīng)用工程師和系統(tǒng)集成商構(gòu)建一個(gè)具有先進(jìn)采集處理的成像系統(tǒng)，同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)非?？煽亢鸵恢碌膱D像采集管道，沒(méi)有數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。圖像采集卡是將相機(jī)連接到PC的最方便、最可靠的方式，尤其適用于需要高速數(shù)據(jù)傳輸和觸發(fā)功能的高分辨率應(yīng)用。