第7章视频采集卡和数字摄像头.ppt

1、1/17,7.4 视频卡,多媒体视频设备根据其自身用途的不同大体可以分为：采集卡、DV卡、便携式简报器、电视盒、电视卡、电视录像机、多媒体影音中心、非线性编辑卡、视频监控卡、视频信号转换器、视频压缩盒、视频压缩卡、网络硬盘录像机和字幕卡等。 视频卡也叫视频采集卡，按照其用途可以分为广播级视频采集卡，专业级视频采集卡，民用级视频采集卡。他们的区别主要是采集的图象指标不同。,2/17,7.4.1视频卡的工作原理,视频卡接收来自视频输入端的模拟视频信号，对该信号进行采集、量化成数字信号，然后压缩编码成数字视频序列。大多数视频卡都具备硬件压缩的功能，在采集视频信号时首先在卡上对视频信号进行压缩，然后才

2、通过PCI接口把压缩的视频数据传送到主机上。一般的PC视频采集卡采用帧内压缩的算法把数字化的视频存储成AVI文件，高档一些的视频采集卡还能直接把采集到的数字视频数据实时压缩成MPEG-1格式的文件。 不同档次的视频采集卡具有不同质量的采集压缩性能。 视频信息的回放，可在任何多媒体计算机上通过现有的显示卡、显示器和播放器实现。,1PCI电视卡工作原理,2USB电视盒工作原理,3VGA电视盒工作原理,4/17,7.4.2 视频卡的基本类型,电脑视频卡按其连接方式来划分，可以分为外置式的电视接收盒和内置式的PCI接口视频接收卡。 内置式的特点为：安装麻烦、价格比较低、适合于低端用户、不占桌面空间、不

3、需要外接电源、可以在Windows下实现多任务、易受内部元件的电磁干扰、只能在打开电脑的情况下使用。 外置式的特点为：安装简单、性能稳定、可以直接收看电视节目、价格相对较高、占空间、需要外接电源、只能在全屏状态下进行视频与Windows桌面的切换。 接口类型即视频采集卡与电脑系统采用何种方式进行连接。目前视频采集设备与电脑相连的接口类型主要有：复合端口、S-VIDEO端口、色差分量接口YUV和IEEE1394接口。,品尼高 PCTV 55e,品尼高 V9 AVDV全能王,5/17,7.4.3 视频卡的选购,购买视频卡，应注意以下一些选购要点： 1、明确用途（专业级/游戏） 2、选择制式（内置/

4、外置）及接口 3、捕捉效果 7、购买价格 4、播放分辨率 8、品牌与价格 5、视频格式 9、注重售后服务 6、选择功能 10、注意其他细节,6/17,7.5 数字摄像头,摄像头（CAMERA）利用光电技术采集影像，然后通过内部电路转换成能够被计算机所处理的数字信号。它作为一种视频输入设备，在过去被广泛的运用于视频会议、远程医疗及实时监控等方面。近年以来，随着互联网技术的发展，网络速度的不断提高，再加上感光成像器件技术的成熟并大量用于摄像头的制造上，这使得它的价格降到普通人可以承受的水平。普通的人也可以彼此通过摄像头在网络进行有影像、有声音的交谈和沟通，另外，人们还可以将其用于当前各种流行的数码

5、影像、影音处理。,7/17,7.5.1 摄像头的分类,摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。 模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。 数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过USB接口传到计算机里。 现在电脑市场上的摄像头基本以数字摄像头为主。,8/17,7.5.2 摄像头的工作原理,摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可

6、以看到图像了。 一般根据所用图像传感器件的不同有CCD，CMOS两类之分。,9/17,7.5.3 摄像头的主要结构和组件,从摄像头的工作原理就可以列出摄像头的主要结构和组件： 1、 镜头（LENS） 透镜结构，由几片透镜组成,有塑胶透镜（plastic）或玻璃透镜（glass）之分。 2、图像传感器（SENSOR） 可以分为两类： CCD（charge couple device） ：电荷耦合器件 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)：互补金属氧化物半导体 3、 数字信号处理芯片（DSP） DSP生产厂商较多，市面上较为流行的有：(松翰)S

7、ONIX、VIMICRO（中星微）等 4、电源 摄像头内部需要两种工作电压：3.3V和2.5V，因此好的摄像头内部电源也是保证摄像头稳定工作的一个因素。,10/17,7.5.4 摄像头的技术指标,1、图像分辨率： SXGA（1280 x1024）又称130万像素 XGA（1024 x768）又称80万像素 SVGA（800 x600）又称50万像素 VGA（640 x480）又称30万像素（35万是指648X488）。 2、图像格式： RGB24,I420是目前最常用的两种图像格式。 RGB24：表示R、G、B三种颜色各8bit，最多可表现256级浓淡，从而可以再现256*256*256种颜色

8、。I420：YUV格式之一。 3、动白平衡调整：要求在不同色温环境下，照白色的物体，屏幕中的图像应也是白色的。色温表示光谱成份，色温低表示长波光成分多。当色温改变时，光源中三基色的比例会发生变化，需要调节三基色的比例来达到彩色的平衡，这就是白平衡调整。 4、图像压缩方式：JPEG（静态图像压缩方式）。一种有损图像的压缩方式。压缩比越大，图像质量也就越差。当图像精度要求不高存储空间有限时，可以选择这种格式。目前大部分数码相机都使用JPEG格式。 5、彩色深度：反映对色彩的识别能力和成像的色彩表现能力 ，实际就是A/D转换器的量化精度，常用色彩位数（bit）表示。彩色深度越高，获得的影像色彩就越艳

9、丽动人。 6、图像噪音：指的是图像中的杂点干挠。表现为图像中有固定的彩色杂点。 7、视角：与人的眼睛成像是相成原理，简单说就是成像范围。 8、输出/输入接口：串行接口传输速率可达115kbit/s ；并行接口速率可以达到1Mbit/s；红外接口（IrDA）速率为115kbit/s；一般笔记本电脑有此接口， USB接口：USB1.1速率可达12Mbit/s, USB2.0可达480Mbit/s 。,11/17,7.5.5 摄像头的选购,1、镜头材料及透镜组数： 透镜越多，成本越高；玻璃镜头成像效果就相对塑胶镜头会好，但玻璃透镜比塑胶贵。现在市场上的大多摄像头产品为了降低成本，一般会采用塑胶镜头或

10、半塑胶半玻璃镜头 。 2、图像传感器：分为两类：CCD电荷耦合器件、 CMOS互补金属氧化物半导体 。CCD的优点是灵敏度高，噪音小，信噪比大。但是生产工艺复杂、成本高、功耗高。 CMOS的优点是集成度高、功耗低（不到CCD的1/3）、成本低。但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。在相同像素下CCD的成像往往通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确。选择CMOS为感光元器件的摄像头，注意摄像头的自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等的效果要好。注意选择要求最小照明度小的产品。 3、图像的分辨率：也就是我们常说的多少万像素值，像素越高，拍摄出来的图像品质就越好，但另一方面，高像素产品它的解析图像的能力也越强，它记录的数据量也会很大，对存储设备的要求也就高得多，因而宜选择当前的主流产品。 4、最大传输帧数：与分辨率、USB接口速度、图像所采用的格式有关。一般选择1030帧/秒，能满足使用即可。,12/17,7.5.6 摄像头常使用注意事项,日常使用摄像头时，应当注意以下几点： 1、不要将摄像头直接指向阳光，以免损害摄