Устройство захвата кадров — это электронное устройство, которое захватывает (то есть «захватывает») отдельные цифровые неподвижные кадры из аналогового видеосигнала или цифрового видеопотока . Обычно он используется как компонент системы компьютерного зрения , в которой видеокадры захватываются в цифровой форме, а затем отображаются, сохраняются, передаются, анализируются или комбинируются.
Исторически сложилось так, что карты расширения захвата кадров были преобладающим способом подключения камер к ПК. С тех пор появились и другие методы интерфейса: устройства захвата кадров (а в некоторых случаях камеры со встроенными устройствами захвата кадров) подключаются к компьютерам через такие интерфейсы, как USB , Ethernet и IEEE 1394 («FireWire»). Ранние устройства захвата кадров обычно имели достаточно памяти только для хранения одного оцифрованного видеокадра, тогда как многие современные устройства захвата кадров могут хранить несколько кадров.
Современные устройства захвата кадров часто способны выполнять функции, выходящие за рамки захвата одного видеовхода. Например, некоторые устройства помимо видео захватывают звук, а некоторые устройства предоставляют и одновременно захватывают кадры с нескольких видеовходов. Также могут выполняться другие операции, такие как деинтерлейсинг , наложение текста или графики , преобразования изображений (например, изменение размера, поворот, зеркальное отображение) и преобразование в JPEG или другие форматы сжатых изображений. Чтобы удовлетворить технологические требования таких приложений, как радиолокационная съемка , производство и дистанционное наведение , некоторые устройства захвата кадров могут захватывать изображения с высокой частотой кадров, высоким разрешением или и тем, и другим.
Аналоговые устройства захвата кадров, которые принимают и обрабатывают аналоговые видеосигналы, включают в себя следующие схемы:
Цифровые устройства захвата кадров, которые принимают и обрабатывают цифровые видеопотоки, включают в себя следующие схемы:
Схема, общая как для аналоговых, так и для цифровых захватов кадров:
Фреймграбберы используются в медицине для многих приложений, включая телеуход и дистанционное наведение . В ситуациях, когда необходимо проконсультироваться с экспертом в другом месте, устройства захвата кадров захватывают изображение или видео с соответствующего медицинского оборудования, чтобы его можно было отправить в цифровом виде удаленному эксперту.
Машины «подбора и размещения» часто используются для установки электронных компонентов на печатные платы в процессе сборки печатной платы. Такие машины используют одну или несколько камер для наблюдения за робототехникой, размещающей компоненты. Каждая камера соединена с устройством захвата кадров, которое оцифровывает аналоговое видео, преобразуя его таким образом в форму, которую можно обработать программным обеспечением машины.
Захваты кадров могут использоваться в приложениях безопасности. Например, при обнаружении потенциального нарушения безопасности устройство захвата кадров захватывает изображение или последовательность изображений, а затем изображения передаются по цифровой сети, где они записываются и просматриваются сотрудниками службы безопасности.
В последние годы с появлением персональных видеомагнитофонов, таких как видеокамеры, мобильные телефоны и т. д., видео- и фотоприложения приобретают все большую популярность. Захват кадров становится очень популярным на этих устройствах.
Астрономы-любители и астрофотографы используют захваты кадров при использовании аналоговых камер для слабого освещения для отображения изображений в реальном времени и видеотрансляции небесных объектов в Интернете. Захваты кадров необходимы для подключения аналоговых камер, используемых в этом приложении, к компьютерам, которые сохраняют или обрабатывают изображения.