圖像采集卡到底是什么？為什么要使用它們？

在機器視覺方案中我們常常會聽到圖像采集卡，您的圖像處理器或集成商可能在其物料清單中提到了該組件，但是您可能不太理解圖像采集卡，在這篇文章中，我們使這個主題更容易理解。在此過程中，我們回應以下詢問：

• 圖像采集卡到底是什么？
• 它們有什么用？
• 何時以及為什么應該使用它們？

為什么要使用圖像采集卡？

幀或視頻采集卡的最初目的是將模擬圖片轉換為數字信號。由于當今純數字圖像處理技術的流行，這種用法大部分已經消失。

如今，數碼相機使用圖像采集卡連接到不具有相同數據接口（例如 USB）的設備。圖像采集卡還可用于向鏈接的PLC或機器人控制器發送觸發器，其中包含有關圖像處理進度的信息。通過他們的界面，他們還可以宣布和傳達有關傳入圖片數據的精確時間的信息。

功能

在大多數模擬圖像采集卡中，模數轉換器位于采樣保持放大器之后。這給每個輸入電壓一個數字。模擬圖片被轉換為數字表示形式，從而允許圖像捕獲的數字傳輸。

由于有了數字圖像采集卡，不再需要這種翻譯。相反，這里通常使用計算機中的 PCI 或 PCI Express 卡來獲取定義的圖像格式的數據。如有必要，可以利用附加功能和可編程參數來更改數據轉換的格式。因此，數字圖像采集卡充當各種圖片格式的解釋器。

圖片數據傳輸只是一方面

圖像采集卡可實現精確的數據速度和傳輸預測，因為圖像捕獲到機器視覺轉換服務始終通過電纜進行操作。這對于時間敏感的操作（例如識別損壞的物品）尤其重要。由于圖像采集卡通常與千兆位以太網一起使用，因此數據傳輸速度最高可達 25 GB/s。這表明延遲已達到1以下。因此，小于1秒的延遲現在是可行的。這對于大圖片數據來說是一個顯著的改進。

數據檢查也由更先進的圖像采集卡完成。因此，他們能夠準確聲明所有數據是否按預期傳輸，或者更重要的是，數據是否丟失以及在何處丟失。這極大地簡化了故障排除。

圖像采集卡能夠將完整的圖像采集過程整合到單個設備上，這無疑是其最大的優勢。當今的圖像處理系統通常是多層的，有時還很復雜。使用圖像采集卡極大地方便了該過程的管理。

抓取功能提供更快的處理速度

不同圖片捕捉設備的所有觸發和同步可以通過圖像采集卡進行管理。特別是當使用多個相機和閃光燈時。另一個好處是能夠立即集成圖像處理。例如，顏色調整就屬于這一類。

簡單的圖像處理任務可能已經由圖像采集卡處理，從而釋放了所鏈接PC的CPU。這是通過計算機內置的直接內存訪問 (DMA) 實現的。以這種方式，圖像采集卡可以立即處理傳入的數據，而不會浪費任何時間。節省的時間是巨大的。

圖像采集卡需要引起注意的點

盡管具有所有這些功能、連接和交互，圖像采集卡絕不是工業機器視覺的一小部分。為了處理偶爾困難的操作，其實施和正確使用需要廣泛的用戶專業知識。

在處理PC中，還必須連接圖像采集卡。如果采用PCI總線采集器，則可能需要更大的PC外殼。某些控制柜中可能會變得相當擁擠。

何時使用以及為什么使用它？

當圖像處理需要快速可靠的解決方案時，總是會使用圖像采集卡。這對于實際的圖片捕捉和早期處理以及同步多部分設置都適用。圖像采集卡在此類情況下確實大放異彩。除了捕捉體育賽事之外，工業中的典型用途主要集中在生產線上對時間敏感的質量檢查。

圖像采集卡的應用非常廣泛，可以用于醫學影像診斷、工業檢測、安防監控、教育教學等領域。在醫學影像診斷中，圖像采集卡可以將醫學影像轉換為數字信號，方便醫生進行分析和診斷。在工業檢測中，圖像采集卡可以實時捕捉產品表面的缺陷和問題，提高生產質量和效率。在安防監控中，圖像采集卡可以將監控攝像頭捕捉到的視頻信號轉換為數字信號，方便存儲和管理。在教育教學中，圖像采集卡可以將實驗現場的圖像或視頻傳輸到電腦上，方便學生觀察和學習?？偟膩碚f，圖像采集卡在各個領域都有著重要的應用，為數字化圖像處理和管理提供了便利。