Устройство захвата кадров — это электронное устройство, которое захватывает (т. е. «выхватывает») отдельные цифровые неподвижные кадры из аналогового видеосигнала или цифрового видеопотока . Обычно используется как компонент системы компьютерного зрения , в которой видеокадры захватываются в цифровом виде, а затем отображаются, сохраняются, передаются, анализируются или представляют собой комбинации этих действий.
Исторически карты расширения для захвата кадров были основным способом сопряжения камер с ПК. С тех пор появились и другие методы сопряжения, когда захваты кадров (а в некоторых случаях и камеры со встроенными захватами кадров) подключались к компьютерам через такие интерфейсы, как USB , Ethernet и IEEE 1394 («FireWire»). Ранние захваты кадров обычно имели достаточно памяти только для хранения одного оцифрованного видеокадра, тогда как многие современные захваты кадров могут хранить несколько кадров.
Современные фреймграбберы часто способны выполнять функции, выходящие за рамки захвата одного видеовхода. Например, некоторые устройства захватывают аудио в дополнение к видео, а некоторые устройства обеспечивают 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 сжатые форматы изображений. Чтобы удовлетворить технологические требования таких приложений, как радиолокационное обнаружение , производство и дистанционное наведение , некоторые фреймграбберы 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:
Общая схема как для аналоговых, так и для цифровых фреймграбберов:
Устройства захвата кадров используются в медицине для многих целей, включая телеуход и удаленное руководство . 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 "Pick and Place" часто используются для установки электронных компонентов на печатные платы в процессе сборки печатных плат. Такие машины используют одну или несколько камер для наблюдения за робототехникой, которая размещает компоненты. Каждая камера сопряжена с устройством захвата кадров, которое оцифровывает аналоговое видео, тем самым преобразуя видео в форму, которую может обработать программное обеспечение машины.
Фрейм-грабберы могут использоваться в приложениях безопасности. Например, при обнаружении потенциального нарушения безопасности фрейм-граббер захватывает изображение или последовательность изображений, а затем изображения передаются по цифровой сети, где они записываются и просматриваются сотрудниками службы безопасности.
В последние годы с ростом популярности персональных видеорегистраторов, таких как камкордеры, мобильные телефоны и т. д., видео- и фотоприложения стали приобретать все большую популярность. Захват кадров становится очень популярным на этих устройствах.
Астрономы-любители и астрофотографы используют фрейм-грабберы при использовании аналоговых камер "низкого освещения" для отображения изображений в реальном времени и интернет-видеотрансляций небесных объектов. Фрейм-грабберы необходимы для подключения аналоговых камер, используемых в этом приложении, к компьютерам, которые хранят или обрабатывают изображения.