最初，圖像采集卡被用作模擬視頻數(shù)字轉(zhuǎn)換器和圖像緩沖器，但如今它們能夠執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)，例如圖像處理。圖像采集卡的設(shè)計(jì)不斷發(fā)展，旨在提高系統(tǒng)性能并減少計(jì)算機(jī)處理需求。

除了圖像采集之外，圖像采集卡還執(zhí)行機(jī)器視覺系統(tǒng)中的三項(xiàng)重要任務(wù)。首先是圖像重建，利用原有的模擬視頻技術(shù)，將攝像機(jī)的模擬信號(hào)數(shù)字化。圖像采集卡執(zhí)行的第二個(gè)功能是存儲(chǔ)圖像，直到主機(jī) CPU 可以接收?qǐng)D像。最后，它為曝光、快門和觸發(fā)控制等活動(dòng)提供實(shí)時(shí)相機(jī)控制。

自從數(shù)字技術(shù)開始在機(jī)器視覺相機(jī)的設(shè)計(jì)中取代模擬技術(shù)以來，圖像采集卡的作用已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變。在現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)中，圖像重建涉及從一個(gè)或多個(gè)通道獲取信息并重新排列圖像中的像素。對(duì)圖像緩沖區(qū)和相機(jī)控制的需求仍然是必要的，但必須在越來越短的時(shí)間內(nèi)完成，以允許相機(jī)高速運(yùn)行。

相機(jī)性能挑戰(zhàn) PC 處理能力

在計(jì)算機(jī)上使用直接相機(jī)接口可能會(huì)減少圖像采集卡的使用，但并沒有消除視覺行業(yè)對(duì)它們的需求。圖像傳感器技術(shù)在圖像速度和分辨率方面都得到了發(fā)展，需要圖像采集卡來執(zhí)行捕獲、處理和觸發(fā)任務(wù)，這可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)處理能力過載，從而減慢制造過程的速度。

處理這些任務(wù)不需要特定的硬件，因此用于圖像處理和其他功能的CPU容量所剩無幾。使用圖像采集卡，下載相機(jī)數(shù)據(jù)和圖像編輯任務(wù)意味著PC的大部分處理能力可用于圖像處理和其他任務(wù)。

有大量新應(yīng)用需要相機(jī)的高性能。例如，平面屏幕的檢查需要分辨率越來越高的相機(jī)。智能手機(jī)和平板電腦等設(shè)備要實(shí)現(xiàn)高清質(zhì)量，需要對(duì)寬度小于1 μm的子像素濾色片進(jìn)行檢查。

另一個(gè)行業(yè)需求是極高的生產(chǎn)速度和高效率，這要求檢測(cè)系統(tǒng)的工作速度更快。目前正在運(yùn)行的系統(tǒng)之一用于平板顯示器的自動(dòng)光學(xué)檢查，使用多個(gè)線性掃描相機(jī)，并且必須能夠每秒處理7 GB的數(shù)據(jù)。

PCB檢測(cè)或線性檢測(cè)應(yīng)用對(duì)高速和精度都有類似的要求。與平板檢測(cè)一樣，每個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度決定了工廠的生產(chǎn)速度。視覺系統(tǒng)處理速度通常是一個(gè)限制因素，因此視覺系統(tǒng)集成商需要尋找選項(xiàng)來最大限度地減少主機(jī)需求，從而提高系統(tǒng)速度。圖像采集卡在圖像采集中執(zhí)行的工作量極大地提高了整個(gè)過程的高性能。

圖像采集卡在計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)中的作用還遠(yuǎn)未結(jié)束。對(duì)高性能的需求增加以及數(shù)據(jù)傳輸量和速度的增加保證了圖像采集卡在尋求更高效率的未來。

另一方面，圖像采集卡不斷發(fā)展，通過提高執(zhí)行圖像處理任務(wù)的能力以及預(yù)處理圖像以供成像系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理的能力來適應(yīng)人工視覺系統(tǒng)并為其增加價(jià)值。即使是可以直接連接到 PC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和圖像分析的相機(jī)也可以受益于圖像采集卡的處理能力，從而優(yōu)化系統(tǒng)性能并對(duì)高速處理起到基礎(chǔ)作用。