Zadaniem karty do akwizycji obrazów jest umożliwienie wprowadzenia obrazu otrzymywanego z wyjścia kamery wideo do pamięci komputera. Typ stosowanej kamery, standard i format sygnału wideo na wyjściu kamery są głównymi wskazówkami w wyborze rodzaju karty współpracującej z tą kamerą. Karty do współpracy z kamerami analogowymi (telewizyjnymi lub niestandardowymi) zawierają moduł przetwornika analogowo-cyfrowego. Parametry przetwornika mają wpływ na proces kwantyzacji i dyskretyzacji sygnału analogowego. Wynikają z nich: rozdzielczość przestrzenna obrazu cyfrowego (liczba punktów matrycy obrazu) oraz jego rozdzielczość tonalna (liczba poziomów szarości lub liczba barw).
Najpowszechniej spotykane są karty do współpracy z kamerami telewizyjnymi. Bardziej rozbudowanych kart wymagają kamery analogowe niezgodne ze standardem telewizyjnym (np. o większej rozdzielczości, innej szybkości skanowania obrazu, liniowe, itp.). Odrębną grupę stanowią karty do współpracy z kamerami cyfrowymi. Niektóre kamery cyfrowe dostarczane są przez ich producentów łącznie z komputerowymi kartami do akwizycji obrazów.
W zastosowaniach wymagających bardzo intensywnej obróbki i przetwarzania obrazu z kamery, można niektóre typy kart do akwizycji obrazów wyposażyć w dodatkowe sprzętowe procesory informacji obrazowej. Zastosowanie takich procesorów odciąża centralny procesor komputera i może bardzo istotnie przyspieszyć złożone procedury analizy obrazów.
Istotną sprawą oprócz dopasowania karty do kamery jest również sprawdzenie aby sterowniki do karty dobrze współpracowały z programem do analizy obrazów.
Poniżej przedstawione są przykłady parametrów kart z różnych grup, oferowanych przez WIKOM . Nasze propozycje bazujemy głównie na wysokiej jakości kartach do akwizycji obrazów firmy Matrox. W zależności od potrzeb dostarczamy również karty innych producentów.
Karty do współpracy z kamerami telewizyjnymi
Standard telewizyjny określa szczegółowo parametry sygnału niosącego telewizyjny sygnał wideo. Powstało kilka standardów telewizyjnych, obowiązujących w różnych krajach. Np. dwa najpopularniejsze standardy dla telewizji kolorowej to NTSC i PAL, który obowiązuje w naszym kraju. W standardzie PAL, spośród 625 linii obrazowych zawartych w sygnale wideo, tylko 576 zawiera informację obrazową. Z zależności czasowych obowiązujących w tym standardzie wynika, że aby punkty obrazu uzyskanego po dyskretyzacji sygnału wideo były kwadratowe (t.j. miały jednakowe wymiary w poziomie i pionie), linię obrazową sygnału wideo należy podzielić na 768 punktów. Wynika z tego, że maksymalna matryca punktów obrazowych, jaką można otrzymać z sygnału telewizyjnego PAL wynosi 768 x 576. Czas przesyłania jednego obrazu wynosi 40 ms. Składa się on z dwu przeplatających się półobrazów, trwających po 20 ms każdy.
W przypadku kamer telewizyjnych monochromatycznych w sygnale wideo przenoszona jest tylko informacja o intensywności światła obserwowanego obiektu. W przypadku kamer barwnych, sygnał wideo zawiera informacje o barwie obiektu w postaci trzech składowych widmowych, odpowiadających zakresowi światła czerwonego, zielonego i niebieskiego (RGB). Jeżeli informacje o trzech składowych RGB są zakodowane w jednym sygnale, to nazywany jest on composite . Jeżeli informacja o jasności obiektu jest przenoszona w osobnym sygnale niż zakodowana informacja o jego barwie, to mamy do czynienia ze standardem S-wideo (określanym także jako SVHS oraz Y/C). Kiedy informacja o obrazie barwnym jest przenoszona w postaci trzech sygnałów, każda składowa widmowa oddzielnie, to mamy do czynienia ze standardem nazywanym RGB. Sygnał barwny composite stosowany jest w sprzęcie powszechnego użytku. Standard S-wideo stosowany jest w sprzęcie o podwyższonych parametrach - pozwala on uzyskać większą rozdzielczość obrazu. Standard RGB stosowany jest w sprzęcie profesjonalnym. Pozwala on uzyskać zarówno wysoka rozdzielczość obrazu jak i dużą wierność barw. O różnych standardach barwnego sygnału wideo należy pamiętać dobierając do siebie kamerę telewizyjną i kartę do wprowadzania obrazów do komputera.
Karta umożliwia wprowadzanie do komputera obrazów telewizyjnych monochromatycznych oraz barwnych w standardzie composite oraz S-wideo. Zapewnia maksymalną rozdzielczość obrazu cyfrowego 768 x 576 punktów, 256 poziomów szarości dla obrazów monochromatycznych, 24 bity (3 x 8) dla obrazów barwnych. Umożliwia transformację obrazu i przesyłanie go do komputera z szybkością telewizyjną (25 obrazów/s).
Program Image-Pro Plus oraz inne programy do analizy obrazów Media Cybernetics posiadają sterownik do współpracy z kartą Meteor-II.
Do karty Meteor-II można dołączyć dodatkową kartę rozszerzającą dokonującą sprzętową kompresję i dekompresję MJPEG (bezstratną oraz stratną) obrazów monochromatycznych lub barwnych.
Karta współpracuje z kamerami monochromatycznymi oraz barwnymi z sygnałem RGB (posiada trzy kanały z przetwornikami analogowo-cyfrowymi). Zapewnia maksymalną rozdzielczość telewizyjnego obrazu cyfrowego 768 x 576 punktów, 256 poziomów szarości dla obrazów monochromatycznych, 24 bity (3 x 8) dla obrazów barwnych. Umożliwia transformację obrazu i przesyłanie go do komputera z szybkością telewizyjną (25 obrazów/s). Użytkownik może zmieniać poziomy odniesień wejściowych przetworników a/c oraz wzmocnienie sygnału wejściowego, przepuszczać sygnał przez filtr.. Sygnał wejściowy można transformować w trzech tablicach programowalnych 256 x 8 bitów (LUT). Przy pomocy karty można wprowadzać do komputera obraz z trzech kamer mononochromatycznych jednocześnie, gdy pracują ze wspólną synchronizacją. Karta umożliwia także wprowadzanie niestandardowych analogowych sygnałów wideo.
Program Image-Pro Plus oraz inne programy do analizy obrazów Media Cybernetics posiadają sterownik do współpracy z kartą Meteor-II/Multi-Channel.
Do karty Meteor-II/Multi-Channel można dołączyć dodatkową kartę rozszerzającą dokonującą sprzętową kompresję i dekompresję MJPEG (bezstratną oraz stratną) obrazów monochromatycznych lub barwnych.
Karta umożliwia wprowadzanie obrazów z kolorowych kamer telewizyjnych z sygnałów: composite, S-wideo (Y/C) oraz RGB. Jest zintegrowana z kartą graficzną typu Millennium co umożliwia pracę w trybie sprzętowo realizowanej nakładki tekstu i grafiki (non-destructive overlay). Opcjonalnie może posiadać także wyjście sygnału telewizyjnego S-wideo lub RGB (PAL / NTSC).
Występuje w wykonaniu do magistrali PCI lub AGP.
Specyficzną cechą tej karty jest możliwość włączenia jej do portu PCMCIA, a więc można ją wykorzystywać w komputerach typu notebook do akwizycji obrazu nie tylko w laboratorium lecz także w terenie.
Przy pomocy karty można wprowadzać obrazy monochromatyczne oraz barwne z sygnałów composite oraz S-wideo.
Karty do współpracy z kamerami analogowymi niestandardowymi
Karta została opisana w grupie kart do kamer telewizyjnych, ponieważ często jest wykorzystywana do wprowadzania obrazów barwnych z sygnału telewizyjnego RGB. Jej możliwości są jednak szersze i może również być wykorzystywana do współpracy z kamerami analogowymi niestandardowymi - z międzyliniowością oraz bez (progressive scanning). Można wykorzystywać ją także do wprowadzania obrazów z jedno lub dwu kanałowych kamer monochromatycznych ze skanowaniem progresywnym.
Karta posiada oddzielne sygnały zegara pikselowego, synchronizacji poziomej i pionowej. Dwa wyjścia zegarowe umożliwiają sterowanie ekspozycją i wyzwalanie kamery.
Karta jest przeznaczona do wczytywania obrazów z kamer monochromatycznych. Jest zintegrowaną z kartą graficzną (typu Millennium) co umożliwia pracę w trybie sprzętowo realizowanej nakładki tekstu i grafiki (non-destructive overlay) w pseudo-kolorze. Może współpracować z kamerami monochromatycznymi telewizyjnymi oraz niestandardowymi - matrycowymi i liniowymi. Karta posiada rozbudowane możliwości dosynchronizowania się do kamery oraz sterowania kamerą. Dzięki 10 bitowemu przetwornikowi a/c uzyskiwany obraz cyfrowy ma zakres szarości od 0 do 1024.
Program Image-Pro Plus oraz inne programy do analizy obrazów Media Cybernetics posiadają sterownik do współpracy z kartą Pulsar.
Karta Pulsar może być także wykorzystywana do akwizycji monochromatycznych obrazów cyfrowych.
Karta przeznaczona do akwizycji obrazów monochromatycznych i barwnych telewizyjnych oraz niestandardowych. Jest zintegrowana z kartą graficzną (typu Millennium). Umożliwia to umożliwia pracę w trybie sprzętowo realizowanej nakładki tekstu i grafiki (non-destructive overlay) w pełnym 24-bitowym kolorze. Posiada trzy przetworniki a/c 8-bitowe co daje możliwość wprowadzania obrazów barwnych w formacie RGB. Jako opcja istnieje możliwość wyprowadzania obrazów w formacie telewizyjnym (composite, S-wideo, RGB dla PAL oraz NTSC). Karta posiada rozbudowane możliwości dosynchronizowania się do kamery oraz sterowania kamerą. Umożliwia transmisje obrazu do komputera z przepustowością do 130 MB/s.
Karta Corona może być także wykorzystywana do akwizycji obrazów cyfrowych.
Jest kartą bardzo uniwersalną i bardzo rozbudowaną. Umożliwia wprowadzanie obrazów telewizyjnych oraz niestandardowych, analogowych oraz cyfrowych, z kamer matrycowych oraz liniowych, do 64k punktów w linii oraz do 64k linii. Maksymalna częstotliwość akwizycji dla sygnału analogowego wynosi 140 MHz. Karta posiada cztery przetworniki a/c. Jest zintegrowana z kartą graficzną typu Millennium. Umożliwia to pracę w trybie sprzętowo realizowanej nakładki tekstu i grafiki (non-destructive overlay) w pseudo-kolorze.
W wersji pełnej karta jest wyposażona w lokalny procesor sygnałowy. Przetwarzanie lokalne może być dodatkowo rozbudowane o układ wspomagający obrazowe operacje otoczeniowe oraz następne procesory sygnałowe i lokalną pamięć.
Karta Genesis jest laureatem wielu nagród za zastosowane rozwiązania techniczne i osiągnięte parametry.
Karty do współpracy z kamerami cyfrowymi
Karta umożliwia akwizycję obrazów z kamer cyfrowych matrycowych oraz liniowych, o rozmiarach do 64k punktów w linii oraz do 64k linii. Posiada 32-bitowy interfejs, który można konfigurować jako 4 x 8 bitów, 2 x 16 bitów lub 1 x 32 bity. Można wprowadzać obrazy monochromatyczne lub barwne RGB. W zależności od wersji obsługuje format cyfrowy RS-422 (do 25 MHz) lub LVDS (do 40 MHz). Karta posiada funkcję tablicowego przetwarzania sygnału (LUT) konfigurowanej jako cztery tablice 256 x 8 bitów lub dwie tablice 4k x 16 bitów. Wyposażona jest w zestaw układów czasowych, sygnałów synchronizacji do/z kamery oraz sygnał wyzwalania kamery.
Kartę Pulsar, która w podstawowej wersji umożliwia akwizycję obrazów monochromatycznych z kamer analogowych, można wykorzystać także do akwizycji obrazów z kamer monochromatycznych cyfrowych przez uzupełnienie jej o dodatkową kartę-nakładkę. Pozwala ona wprowadzać obrazy cyfrowe 16-bitowe z szybkością do 30 MHz.
Inne cechy karty Pulsar zostały podane w dziale kart do kamer analogowych niestandardowych.
Jest kartą bardzo rozbudowaną - umożliwia akwizycje obrazów monochromatycznych oraz barwnych z kamer cyfrowych i analogowych. Jej opis został podany w dziale kart do kamer analogowych niestandardowych. W wersji podstawowej umożliwia wprowadzane sygnału cyfrowego do 32 bitów z kamer w standardzie TTL z szybkością do 30 MHz. Zastosowanie dodatkowej karty-nakładki umożliwia wprowadzanie obrazu z sygnału RS-422 (32 bity, do 30 MHz).
Karta posiada trzy dwukierunkowe porty szeregowe w standardzie IEEE1394 o przepustowości do 400Mb/s. Jest przystosowana do współpracy z cyfrowymi kamerami wideo pracującymi zgodnie ze specyfikacją DCAM.