20世紀(jì)80年代，也就是圖像采集運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域初期，僅僅是使用模擬相機(jī)。模擬錄像信號必須數(shù)字化，且必須輸送到 PC進(jìn)行進(jìn)一步采集。為此，無論如何必須使用這樣一個部件，也就是連接模擬相機(jī)和數(shù)字分析單元之間的連接件。而技術(shù)發(fā)展到今天，這種連接件在許多領(lǐng)域仍然是不可或缺的。
隨著技術(shù)向前發(fā)展，圖像采集卡（模擬相機(jī)和數(shù)字分析單元之間的連接件）的任務(wù)越來越多（圖1）：除了單純用于圖像采集外，還負(fù)責(zé)觸發(fā)器、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、多點(diǎn)選相機(jī)的分類、數(shù)字I/O、閃光與廣角的同步等。圖像采集卡是決定相機(jī)首次數(shù)字化傳輸區(qū)段的傳輸能力的一個重要的部件：LVDS相機(jī)和后來人們采用的Cameralink相機(jī)的數(shù)據(jù)容量非常高，最高達(dá)680MB/s，只有使用專門的圖像采集卡才能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)快速且安全地傳輸?shù)?PC的存儲器里。現(xiàn)在談及圖像采集，人們就想到只要通過外部接口就能進(jìn)行，用戶方認(rèn)為，圖像采集卡是隨自動化設(shè)備一并出現(xiàn)的。Rauscher公司總經(jīng)理Ernst Rauscher先生說：“用戶認(rèn)為USB、GigE-Vision和Firewire IEEE 1394這些相機(jī)界面會用價格便宜的Interface界面卡來取代價格相對較貴的圖像采集卡。這些相機(jī)界面常常已經(jīng)集成到母板集成電路卡組里，因此，圖像采集卡便是多余的。”
圖1 現(xiàn)在的圖像采集卡的任務(wù)越來越多，功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了單純探測相機(jī)數(shù)據(jù)的功能
GigE-Vision相機(jī)界面發(fā)展已達(dá)到圖像采集標(biāo)準(zhǔn)化
最近，專門的GigE-Vision相機(jī)界面發(fā)展已達(dá)到事實(shí)上的圖像采集標(biāo)準(zhǔn)化水準(zhǔn)，這樣一方面能夠降低整個自動化系統(tǒng)的成本，另一方面可簡化自動化系統(tǒng)的安裝設(shè)置。Rauscher公司總經(jīng)理Ernst Rauscher先生（圖2）說：“專門的GigE-Vision相機(jī)界面有很多優(yōu)點(diǎn)，只有很少缺點(diǎn)。很多標(biāo)準(zhǔn)化的圖像采集數(shù)據(jù)容量為125MB/s，大多數(shù)工業(yè)用相機(jī)通常用CCD和CMOS傳感器，數(shù)據(jù)帶寬度足夠高。GigE-Vision相機(jī)界面線纜長，使用靈活，配置方便。由于GigE-Vision相機(jī)界面與知名品牌相機(jī)生產(chǎn)廠家和知名軟件研發(fā)方的產(chǎn)品一并使用，因此能夠確保使用的可靠性。與采用圖像采集卡的技術(shù)方案相比，GigE-Vision相機(jī)界面已經(jīng)發(fā)展成為一個非常具有吸引力且適用于多種用途的界面，采用該界面能夠減少設(shè)置系統(tǒng)的費(fèi)用。盡管GigE-Vision相機(jī)界面技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)也在無數(shù)領(lǐng)域被迅速加以應(yīng)用，但是，目前圖像采集卡的技術(shù)仍然不可或缺。”
圖2 Rauscher公司總經(jīng)理Ernst Rauscher先生說：“現(xiàn)在，圖像采集卡的市場廣闊，而且該市場還在進(jìn)一步擴(kuò)大，因此，不能放棄圖像采集卡。”
而該技術(shù)領(lǐng)域的專家認(rèn)為，一方面相機(jī)與數(shù)據(jù)處理PC之間需要數(shù)據(jù)傳輸帶寬的圖像采集卡。另一方面，如果使用最新研發(fā)出的高技術(shù)水準(zhǔn)的傳感器和GigE-Vision相機(jī)界面技術(shù)、行掃描相機(jī)和平板相機(jī)的生成的數(shù)據(jù)容量最大可達(dá)125MB/s。e2v三線陣4k RGB行掃描相機(jī)的最大工作頻率為18kHz，例如在8Bit時，可生成的數(shù)據(jù)容量為216MB/s。為了在圖片清晰度為1690×1710時與Cameralink匹配，將Cypress LUPA 3000單色平板相機(jī)采集圖像的速度從原來的485張/s計量為285張/s。Ernst Rauscher說：“為了使相機(jī)采集的逐個圖片清晰度與攝影速度相匹配，即使在今天，功能好的圖像采集卡也是不可或缺的。”像Matrox Imaging這樣的知名廠家還在繼續(xù)投資Cameralink：推出了Matrox Radient圖像采集卡。該圖像采集卡可同時連接兩臺Cameralink數(shù)據(jù)容量大的相機(jī)，這樣，可傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)容量從原來的最大為1700MB/s提高到PCIe x8（圖3）。
圖3 Matrox Radient圖像采集卡可同時連接兩臺Cameralink數(shù)據(jù)容量大的相機(jī)，這樣，可傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)容量從原來的最大為1700MB/s提高到PCIex8（10Tap高數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換相機(jī)）
在很多使用情況下圖像采集卡仍不可或缺
作為該領(lǐng)域的專家，Ernst Rauscher總結(jié)道：“如LUPA傳感器的使用情況那樣，今天的傳感器仍然存在。而平板相機(jī)傳感器和行掃描相機(jī)傳感器的新發(fā)展肯定是傳感器今后的發(fā)展趨勢。”因此，在圖像采集領(lǐng)域，人們討論Cameralink數(shù)據(jù)容量大的相機(jī)的發(fā)展趨勢有兩個可能性：一種是CoaXPress式的，另一種是HSlink式的。無論在何種情況下，這些新的高性能的相機(jī)界面不是要求一個PC插入卡，就是需要一個圖像采集卡。
