视频采集原理简介

视频(Video)是多幅静止图像(图像帧)与连续的音频信息在时间轴上同步运动的混合媒体，多帧图像随时间变化而产生运动感，因此视频也被称为运动图像。按照视频的存储与处理方式不同，可分为模拟视频和数字视频两种。

视频采集就是将视频源的模拟信号通过处理转变成数字信号（0和1），并将这些数字信息存储在电脑硬盘上的过程。这种模拟/数字转变是通过视频采集卡上的采集芯片进行的。 　　在电脑上通过视频采集卡可以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。

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，然后再通过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。 　　

由于模拟视频输入端可以提供不间断的信息源，视频采集卡要采集模拟视频序列中的每帧图像，并在采集下一帧图像之前把这些数据传入PC系统。因此，实现实时采集的关键是每一帧所需的处理时间。如果每帧视频图像的处理时间超过相邻两帧之间的相隔时间，则要出现数据的丢失，也即丢帧现象。采集卡都是把获取的视频序列先进行压缩处理，然后再存入硬盘，也就是说视频序列的获取和压缩是在一起完成的，免除了再次进行压缩处理的不便。不同档次的采集卡具有不同质量的采集压缩性能。 　　

由视频采集芯片将模拟信号转换成数字信号，然后传至板卡自带的临时存储器中，再由卡上自带视频压缩芯片执行压缩算法，将庞大的视频信号压缩变小，最后这些压缩后的直接或通过PCI桥芯片进入PCI，存储到硬盘。后者采用通用视频A/D转换器实现图像的采集，其特点是数据采集占用CPU的时间，对处理器的速度要求高，成本低、易于实现，能够满足某些图像采集系统的需要。 　　

在高清视频采集录制方面，VGA图像采集卡是数字信息化行业快速发展，很多领域对VGA信号采集的要求提高而出现的一种高端产品。现在不论是在工业行业上机器视觉系统应用，还是在教学上，都应用十分广泛，它综合许多计算机软硬件技术，更涉及到图像处理、人工智能等多个领域。而视频图像采集卡是机器视觉系统的重要组成部分，其主要功能是对相机所输出的视频数据进行实时的采集，并提供与PC的高速接口。　　

视频采集卡是我们进行视频处理必不可少的硬件设备，是视频数字化合数字化视频编辑后期制作中必不可少的硬件设备。通过视频采集卡，可以把摄像机拍摄的视频信号从摄像带上转存到计算机中，利用相关的视频编辑软件，对数字化的视频信号进行后期编辑处理，比如剪切画面，添加滤镱，字幕和音效，设置转场效果以及加入各种视频特效等等，最后将编辑完成的视频信号转换成标准的VCD，DVD以及网上流媒体等格式，方便传播和保存。