VGA採集卡

VGA採集卡是能直接採集VGA信號，把輸入的VGA視頻信號實時採集壓縮，並能立即在一台顯示器上同時顯示另外一台甚至多台設備的VGA數據的設備。

基本介紹

• 中文名：VGA採集卡
• 套用學科：計算機
• 適用領域範圍：顯示器同時顯示另外設備VGA數據

概念

對於採集VGA信號，傳統的方式有兩種：

（1） 將VGA轉換為視頻進行處理，但這樣會大幅度降低畫面質量；

（2） 或是採取軟體抓屏的方式對電腦畫面進行採集，但這樣必須安裝特定軟體才實現，影響性能且只能安裝於PC系統，對於雷達或是專用設備無能為力。

VGA高清採集卡能直接採集VGA信號,可以把輸入的VGA視頻信號實時採集壓縮,並能立即在一台顯示器上同時顯示另外一台甚至多台設備的VGA數據,不用增加額外的設備。不同於PCI採集卡，不用擔心CPU消耗過度問題，不用擔心音視頻信號不同步，不必擔心信號採集效果、速度、質量，也不用擔心起信號採集卡的兼容性、擴展性，最新的廣播級視頻採集卡，一般廠家可實現單卡採集1路VGA信號，少數廠家可做到雙路採集。軟體支持所有視頻採集、編輯、直播軟體，兼容成熟電腦硬體。高清VGA採集卡可以直接兼容及替換主流的採集卡，很多VGA採集卡使用了最先進的VGA圖像採集壓縮模組。可採集高速的RGB圖像信號，並利用高效的JPEG數字圖像壓縮技術，實現對不同解析度、不同刷新率圖像的壓縮。所採集圖像質量完全忠實於源信號，實時採集效果具有高解析度、高清晰度、高保真的特點。

工作原理

VGA高清採集卡工作原理是由RGB模擬信號經過A/D採樣後轉換為數位訊號，通過FPGA寫入SDRAM作為快取，再經FPGA從SDRAM中將採集壓縮的數據讀出通過PCI匯流排傳輸到上位機，由上位機對數據進行傳輸等處理。 對VGA信號實時進行採集支持聲音的同步錄製，顯示畫面可以任意拉伸或全螢幕，錄製後格式為avi，保證適應各類播放器播放，錄製後期可以進行非線編，刪除或添加相關內容，顯示畫面顏色和清晰度可調，錄製幀率和碼率可調。

經過高速PCI匯流排能夠直接採集圖象到VGA顯存或主機系統記憶體，此外不僅可以使圖象直接採集到VGA，實現單屏工作方式，而且可以利用PC機記憶體的可擴展性，實現所需數量的序列圖象逐幀連續採集，進行序列圖象處理分析。如果將一台PC機VGA數據在另一台PC上顯示以及採集VGA信號，傳統的方法是將VGA信號通過視頻轉換器VGA—VIDEO變成視頻信號,再通過視頻採集卡在另一台PC機上顯示採集。

視頻採集就是將視頻源的模擬信號通過處理轉變成數位訊號(即0和1)，並將這些數字信息存儲在電腦硬碟上的過程。這種模擬/數字轉變是通過視頻採集卡上的採集晶片進行的。首先PC機發一個開始採集命令並等中斷，然後VGA採集卡會探測場同步開始，然後啟動採集一張圖片(根據行場消隱及大小)，採集結束後通過PCI中斷通知pc機，而PC機收到些中斷後，馬上啟動DMA讀取VGA採集卡的數據(只需要準備好記憶體地址和所讀大小即可)，讀取完畢即完成一次採集。由視頻採集晶片將模擬信號轉換成數位訊號，然後傳至板卡自帶的臨時存儲器中，再由卡上自帶視頻壓縮晶片執行壓縮算法，將龐大的視頻信號壓縮變小，最後這些壓縮後的直接或通過PCI橋晶片進入PCI，存儲到硬碟。

VGA接口

VGA接口是一種D型接口，上面共有15針空，分成三排，每排五個。VGA接口是顯示卡上套用最為廣泛的接口類型，多數的顯示卡都帶有此種接口。有些不帶VGA接口而帶有DVI(Digital Visual Interface數字視頻接口)接口的顯示卡，也可以通過一個簡單的轉接頭將DVI接口轉成VGA接口，通常沒有VGA接口的顯示卡會附贈這樣的轉接頭。

VGA接口

大多數計算機與外部顯示設備之間都是通過模擬VGA接口連線，計算機內部以數字方式生成的顯示圖像信息，被顯示卡中的數字/模擬轉換器轉變為R、G、B三原色信號和行、場同步信號，信號通過電纜傳輸到顯示設備中。對於模擬顯示設備，如模擬CRT顯示器，信號被直接送到相應的處理電路，驅動控制顯像管生成圖像。而對於LCD、DLP等數字顯示設備，顯示設備中需配置相應的A/D(模擬/數字)轉換器，將模擬信號轉變為數位訊號。在經過D/A和A/D2次轉換後，不可避免地造成了一些圖像細節的損失。VGA接口套用於CRT顯示器無可厚非，但用於連線液晶之類的顯示設備，則轉換過程的圖像損失會使顯示效果略微下降。

產品簡介

大部分VGA採集卡支持實時高質量採集1路VGA、,HDMI、分量YPbPr 、DVI等信號。基本採用最流行的Direct show標準驅動，大大方便開發工作。近幾年市面上出現雙路VGA採集卡，基本是基於PCI-E X4的接口開發，能夠把別的兩路數據源捕捉到PC機上，在Windows桌面上用一個隨卡所提供的應用程式視窗顯示。能將獨立的VGA信號在本PC機上顯示和採集，這樣你會看到2路VGA信號同時在桌面上顯示，不需額外的顯示器。

支持Windows NT/Windows 2000/2003/Windows XP作業系統，它有更強的兼容性及更快的數據轉輸速度，它能同任何多屏卡配合使用，是多屏圖形處理器產品的首選，廣泛地在大屏拼接、邊緣融合中套用。包括視頻牆、監控指揮系統的多媒體顯示、工業流程顯示、宣傳廣告顯示、線上查詢及互動諮詢系統等。結合微軟WMEncoder或者Real編碼器，可以同時把2路VGA信號編碼成WM9，Real，MPEG4等格式，套用到網路直播，錄播系統，VOD點播，遠程教育培訓，視訊會議等系統中。

套用領域

一、螢幕監控

如果要用視頻捕獲硬體對某顯示器顯示的內容監控， ——例如工業自動化領域，可以用VGA採集卡或採集盒採集這個顯示器顯示的內容，實時傳輸給監控者，也可保存下來，供事後查看。

二、螢幕直播

A、直播視頻會議的螢幕，給更多的沒機會參加視頻會議(攝像機+視頻採集卡+互動式電子白板/電視或背投)的人觀看;

B、利用VGA採集卡或採集盒做螢幕直播，比其它直播方式的畫面清晰很多。

C、教學領域，可以用來直播教師計算機的螢幕，配合教學電子白板，實現多媒體教學，或者遠程教學;

三、處理特殊視頻格式

用VGA採集卡或採集盒配合流媒體編碼軟體，實時採集、編碼成流媒體格式，放到流媒體伺服器上供大家點播。有些視頻檔案，檔案格式是開發公司自定的，其它公司軟體不能直接對其處理，例如教學課件、3D動畫檔案，等等。這些視頻檔案太大，不適合攜帶、傳輸、演示，例如3D動畫檔案，那么可以用VGA採集卡或採集盒配合影音寶典，會聲會影X2等視頻編輯軟體，編碼成體積很小的流媒體格式用VGA採集卡或採集盒將其採集成未壓縮檔案AVI形式，進行編輯。

四、安檢X光機、雷達圖像信號、VDR紀錄儀、醫療X光機、CT機、胃腸機、電子內窺鏡等

五、VGA相機、VGA攝像機等VGA信號、RGB信號輸出設備的圖像採集和處理

1、教育課件錄製、多媒體錄播錄像、會議錄播、視頻會議，遠程教育培訓;

2、大螢幕拼接、電視牆行業、虛擬演播室、虛擬現實、工控、遊戲機等設備;

3、安檢X光機、雷達圖像信號、VDR紀錄儀;

4、醫療X光機、CT機、胃腸機、陰道鏡等;

選擇方法

隨著VGA採集卡的廣泛套用，如何選擇VGA產品也成為大家關注的問題，因為VGA採集卡屬於較高端的專業產品，接觸的人很少，所以在產品選擇上就存在諸多困難，使得用戶不知道如何選擇，下面就從幾個方面簡單的闡述一下VGA採集卡的選擇。

1、 是否為自主研發的產品

在選擇VGA採集卡產品之前，我們首先需要了解一下生產廠家的大概情況，比如該企業是不是自己研發的產品，有沒有持久的供貨能力，為什麼要這么說呢，關鍵問題在於VGA採集卡的研發難度、科技含量都是比較高的，客戶在套用過程中也會存在一些專業的套用問題需要生產廠家協助解決，這種特性就決定了必須有很好的技術服務來做保障、必須有快速準確解決問題的能力，這樣就必須要求該卡最好是自主研發的，以保障客戶的正常使用。

2、 產品性能

① 圖像質量，這個比較簡單，廠家自己發一個針對該產品的評測說明或者抓一張圖片就可以，如果距採集卡生產公司比較近或在同一城市，客戶可以自己去或者廠家上門測試。

② 採集卡點頻，這個在產品簡介上可以看到，值越高採集的解析度和幀率就會越高。採集卡的性能就會越好。

③ 軟體操作的難易程度，市面上有很多卡調試起來非常麻煩，因為很多用戶是初次使用，並常在在項目現場調試，造成了很多不必要的麻煩，耽擱延誤項目，造成不小損失。市面上大部分VGA系列採集卡介紹是完全自動匹配，只要裝上驅動基本不需要任何操作就可以正常顯示，但實際上是做不到的，請用戶在選擇時注意分別。

④ 開發包以及兼容性要好，支持使用微軟提供DirectShow /VFW接口，也可提供基於VC、VB、Delphi等的二次開發包演示程式和原始碼。

3、 產品價格

這一點是非常重要的，作為每個消費者想買到物美價廉的產品，但是VGA採集卡真不是那么回事，整個價格還是比一般的採集卡略高，具體從以下幾個方面來分析。

① 板卡的製作材料及工藝，如果用很差的PCB板以及較差的器件，很容易會把成本降下來，但是會造成板卡不穩定，使用過程中問題較多，給項目帶來隱患。

② 我們會發現有些卡賣的比較便宜，究其原因，該卡基本上不是自主研發的，先從別的廠家大批採購，為了儘快回收資金，低價出售，這樣就會造成售後嚴重跟不上，缺少技術支持，但不能真正代表VGA採集卡的價格很低。

③ 硬體減配，在不影響基本性能的器件能取就取，沒有板載快取，使VGA採集卡的性能進一步降低，如果嚴格按照硬體穩定的設計進行，VGA採集卡的造價不會太低。

④ 軟體做的很不好用，功能單一，調試困難，因為這種產品的研發是需要時間和經驗的，有些初次研發者，雖然製作出來硬體看起來很像，但真正的性能上卻失之毫釐差之千里。如果要達到一定水平，也需費時費力。

⑤ 硬體不兼容集成顯示卡採集、DVI不是真正的數字架構，只是在卡上做了簡單的接口轉換，雙路卡不是真正的雙路採集，只是進行簡單的單路複製，解析度不能單獨調整等等問題。如果要真正做到這些技術指標，都要付出較大成本。

所以，只要是真正想把VGA採集卡做好的，從研發難度、成本上來講是不可能太低的，我們在選擇的時候一定要比較性價比，而不是純粹的談論價格高或者價格低來決定購買。

4、 解決技術問題的能力

VGA採集卡，在調試過程中肯定會存在一些問題，那么能不能第一時間，快速準確的為客戶解決問題是很重要的，所以這個也是判斷卡性能的一個很重要的因素。

技術參數

操作環境：win2000/winXP/win2003/ Vista/windows 7/windows 2008

PCI-E高清VGA採集卡

尺寸：106mm x 72mm

接口類型：PCI-E 1x接口

輸入通道：2 路 CVBS Video，1 路 VGA

視頻輸入格式：WM9, Real, MPEG4

視頻輸出格式：支持DIRECT SHOW ，更支持RGB565，RGB24，RGB32， YUY2， UYVY

視頻輸出接口：一路VGA, YUV422和RGB

板載記憶體：256MB;DDR2/64bit/133MHz

CVBS 輸入標準：PAL/NTSC

CVBS 採集最大格式：PAL: 720x576 25fps,UYVY 色彩格式;NTSC:720x480 30fps,UYVY 色彩格式

實測 VGA 採集格式：RGB 16/24/32 YUY2

實測 VGA 最大輸入頻寬：230MHz

實測 VGA 掃描模式：逐行掃描模式

實測 VGA 顯示模式：640x480, 800x600, 1024x768, 1152x864, 1280x720, 1280x800, 1280x960,1280x1024, 1440x900, 1600x1200, 1680x1050, 1920x1080, 1920x1440

其他：自動檢測VGA 輸入解析度，自動去除VGA 採集畫面黑邊。板上Firmware升級。

測試環境：

◆系統----windows xp SP3

◆CPU----Intel® Pentium® Dual E2180 @ 2.00GHz

◆記憶體----2.01GHz,0.99GB

實測 VGA 採集性能：1600x1200x85Hz,RGB24:30fps;1280x1024x85Hz,RGB24:45fps;1024x768x85Hz, RGB24: 80fps

實測 VGA 顯示模式：640x480, 800x600, 1024x768, 1152x864, 1280x720, 1280x800, 1280x960,1280x1024, 1440x900, 1600x1200, 1680x1050, 1920x1080, 1920x1440

功能特性

1) 兩通道 VGA/DVI 採集卡 (PCI-Express) 先進的圖像顯示技術

2) 每路最高點頻可達270M的PCI-e 匯流排。

3)兩路均達到VGA 採集解析度從720*400到 1920*1200可選。

4)兩路均達到最大DVI 採集解析度為 1920*1080。

5)兩路均達到支持HDMI 模式: 1080p（最高60）,1080i, 720p, 576p, 480p

6) 兩路均達到支持高清分量（YPbPr）：1080p（最高60）,1080i, 720p, 576p, 480p

7) 源信號模式改變，自動監測信號的輸入模式

8) 支持一機多卡。

9) 支持高質量動態縮放或者剪下

10) 支持YUV2, RGB24等 視頻格式。

11) 高性能DMA system memory和graphics memory。

12) 支持單獨的 H/V 同步，複合同步或同步隨綠。

13) 支持 Windows? XP/ Vista/ Server 2003。

14) 軟體開發SDK：提供VC, DirectShow等提供例子。

15) 可使用微軟的AmCap, Windows Media Encode, Window Movie Maker等套用軟體

性能參數

板卡格式: PCI-e x4長卡, 100mm x 200mm.

PCI-e 匯流排主機板，具有scatter gather DMA ，每路都提供數據傳輸率最大為 480MB/s.

接口: 輸入：兩個DVI-I接口，可以轉接VGA、分量YPbPr、HDMI

輸出：板載音頻接口（分離HDMI中的音頻信號）

最大採樣率: 每路每秒270M像素.

視頻採樣: RGB: 每像素24 比特/8-8-8 格式. YUY2

視頻採集記憶體: 32 MB (實時更新). 三倍快取.

支持RGB 模式: 兩路均達到640 x 480,720 x 400, 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 800,1280 x 1024, 1440 x 900,1600 x 1200, 1920 x 1080, 1920 x 1200等自定義模式.

支持DVI模式: 兩路均達到640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 1024，1920

*1080等

支持HDMI 模式: 兩路均達到1080p（最高60）,1080i, 720p, 576p, 480p ，使用的接口是DVI轉HDMI接口.

支持高清分量（YPbPr） 兩路均達到1080p（最高60）,1080i, 720p, 576p, 480p

輸入模式監測: 激活源信號模式改變的跟蹤，自動監測硬體的輸入模式.

採集幀率: 兩路均達到0fps—120fps（因解析度而定）

其中：1024X768 60fps；1280x1024 40fps；1920x1080 30fps；720P 40fps；1080P 30fps

視頻格式選項: 模擬 RGB HSync 和VSync

模擬 RGB Sync on Green

component，Sync on Y， DVI single link，HDMI

支持的作業系統: Windows? XP Professional (x86 and x64), Windows? Server 2003 (x86 and x64), Windows Vista? (x86 and x64) and Windows? Server 2008 (x86 and x64)

電源要求: +3.3V最大電流0.5A.

+12V 最大電流1.0A.

最大電量 – 13.5 Watts.

存儲溫度: -20 到 70攝氏度

相對濕度: 5% 到 90% 不結露

模擬輸入範圍: Min 0.5Vpp Max 1.0Vpp

Hsync: 15kHz - 110kHz

Vsync: 無硬體限制, 實時信號一般為 25Hz - 200Hz

分離同步極性: 正極或負極. (Separate H & V sync, Composite Sync)

同步隨綠極性: 負極

模擬輸入阻抗 75 歐姆

系統要求

系統為以下系統之一即可(x86 版或x64版)：

Microsoft Windows XP

Microsoft Windows Server 2003

Microsoft Windows Vista

Microsoft Windows Server 2008

Microsoft Windows 7

Microsoft Windows Server 2008 R2