一種高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括：圖像采集模塊和圖像存儲(chǔ)模塊；圖像存儲(chǔ)模塊通過(guò)Cameralink線連接與圖像采集模塊連接。本發(fā)明通過(guò)Cameralink接口視頻采集卡及磁盤陣列技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率大于650MB/S，依托圖像采集模塊和圖像存儲(chǔ)模塊；高速可編程雙路Cameralink圖像采集卡實(shí)現(xiàn)連續(xù)高速圖像數(shù)據(jù)的采集，高速視頻數(shù)據(jù)以流文件形式存儲(chǔ)，以便保存每張圖片采集數(shù)據(jù)，用于數(shù)據(jù)分析，提高了高速、大容量視頻數(shù)據(jù)的傳輸速率，較好的解決了現(xiàn)有的高速、大容量視頻數(shù)據(jù)的圖像采集存儲(chǔ)受制于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸帶寬影響，大量的圖像數(shù)據(jù)不能滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟮膯?wèn)題，實(shí)現(xiàn)了500幀/秒速率、圖像分辨率為1280×1024像素，數(shù)據(jù)位深為8Bits的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。
【專利說(shuō)明】一種高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像采集及存儲(chǔ)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，尤其是航空航天技術(shù)的發(fā)展，無(wú)論是星載還是艦載測(cè)量技術(shù)，出現(xiàn)了越來(lái)越多的大容量信息捕獲設(shè)備，例如，可見(jiàn)光照相機(jī)、多光譜照相機(jī)、多光譜掃描儀以及電視攝像機(jī)等，這些成像設(shè)備所獲取的各種類型的圖像數(shù)據(jù)，通常具有分辨率高、譜段寬、細(xì)節(jié)豐富、攜帶信息量大、輸出速率高等特點(diǎn)，但是受制于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸帶寬影響，大量的圖像數(shù)據(jù)不能滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?，如此高速而大容量的珍貴數(shù)據(jù)往往需要首先經(jīng)過(guò)本地記錄，進(jìn)而在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候延時(shí)回放，因此，這對(duì)高速大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)的能力提出了更高的要求，高速大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)還需要具有相對(duì)尺寸小、重量輕、功耗低、存儲(chǔ)密度高等特點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的高速、大容量視頻數(shù)據(jù)的圖像采集存儲(chǔ)受制于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸帶寬影響，大量的圖像數(shù)據(jù)不能滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟆?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的高速、大容量視頻數(shù)據(jù)的圖像采集存儲(chǔ)受制于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸帶寬影響，大量的圖像數(shù)據(jù)不能滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟮膯?wèn)題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，該高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括:圖像采集模塊和圖像存儲(chǔ)模塊；
[0006]用于進(jìn)行圖像采集，以Cameralink接口的形式輸出成像數(shù)據(jù)的圖像采集模塊；
[0007]通過(guò)Cameralink線連接與圖像采集模塊連接，用于獲取視頻圖像數(shù)據(jù)，以流文件格式存儲(chǔ)，加入圖片采集時(shí)間，焦距，曝光時(shí)間參數(shù)，記錄每張圖片采集狀態(tài)，便于事后數(shù)據(jù)分析的圖像存儲(chǔ)模塊。
[0008]進(jìn)一步，圖像采集模塊包括高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)；
[0009]高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)采用500fps高速科學(xué)級(jí)CMOS攝像機(jī)，圖像分辨率為1280X1024 像素。
[0010]進(jìn)一步，圖像存儲(chǔ)模塊還包括:固態(tài)硬盤、高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡、高速雙路CameraLink 卡；
[0011]用于實(shí)現(xiàn)高分辨率高清圖像的采集，實(shí)現(xiàn)650MB/S連續(xù)高速圖像數(shù)據(jù)的高速雙路CameraLink 卡；
[0012]與高速雙路CameraLink卡連接,用于接收高速雙路CameraLink卡的采集數(shù)據(jù),采用多路數(shù)據(jù)并行寫(xiě)入方式存儲(chǔ)到固態(tài)硬盤的高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡；
[0013]與高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡連接，用于對(duì)采集的視頻數(shù)據(jù)以流文件格式存儲(chǔ)形式進(jìn)行存儲(chǔ)的固態(tài)硬盤。
[0014]進(jìn)一步,高速雙路CameraLink卡的采集數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)級(jí)主板上的DMA模式,傳輸至高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡。
[0015]進(jìn)一步，固態(tài)硬盤存儲(chǔ)的方法為:在固態(tài)硬盤建立映射文件并設(shè)置文件類型及文件名，圖像存儲(chǔ)時(shí)計(jì)算機(jī)從高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡緩存中讀取高速視頻數(shù)據(jù)并以鏈表形式保存到內(nèi)存中，然后將鏈表中數(shù)據(jù)批量寫(xiě)入固態(tài)硬盤中。
[0016]進(jìn)一步，固態(tài)硬盤米用固態(tài)模式,配置512G存儲(chǔ)容量。
[0017]本發(fā)明提供的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng),通過(guò)Cameralink接口視頻采集卡及磁盤陣列技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸速率大于650MB/S，依托圖像采集模塊和圖像存儲(chǔ)模塊；高速可編程雙路Cameralink圖像采集卡實(shí)現(xiàn)連續(xù)高速圖像數(shù)據(jù)的采集,高速視頻數(shù)據(jù)以流文件形式存儲(chǔ)，以便保存每張圖片采集數(shù)據(jù)，用于數(shù)據(jù)分析，提高了高速、大容量視頻數(shù)據(jù)的傳輸速率，較好的解決了現(xiàn)有的高速、大容量視頻數(shù)據(jù)的圖像采集存儲(chǔ)受制于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸帶寬影響，大量的圖像數(shù)據(jù)不能滿足實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟮膯?wèn)題，實(shí)現(xiàn)了 500幀/秒速率、圖像分辨率為1280X 1024像素，數(shù)據(jù)位深為8Bits的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中:1、圖像采集模塊；1-1、高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)；2、圖像存儲(chǔ)模塊；2-1、固態(tài)硬盤；2-2 ;高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡；2-3、高速雙路CameraLink卡。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]圖1示出了本發(fā)明提供的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為了便于說(shuō)明，僅僅不出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，該高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括:圖像采集模塊和圖像存儲(chǔ)模塊；
[0023]用于進(jìn)行圖像采集，以Cameralink接口的形式輸出成像數(shù)據(jù)的圖像采集模塊；
[0024]通過(guò)Cameralink線連接與圖像采集模塊連接，用于獲取視頻圖像數(shù)據(jù)，以流文件格式存儲(chǔ)，加入圖片采集時(shí)間，焦距，曝光時(shí)間參數(shù)，記錄每張圖片采集狀態(tài)，便于事后數(shù)據(jù)分析的圖像存儲(chǔ)模塊。
[0025]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，圖像采集模塊包括高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)；
[0026]高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)采用500fps高速科學(xué)級(jí)CMOS攝像機(jī)，圖像分辨率為1280X1024 像素。
[0027]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，圖像存儲(chǔ)模塊還包括:固態(tài)硬盤、高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡、高速雙路CameraLink卡；
[0028]用于實(shí)現(xiàn)高分辨率高清圖像的采集，實(shí)現(xiàn)650MB/S連續(xù)高速圖像數(shù)據(jù)的高速雙路CameraLink 卡；
[0029]與高速雙路CameraLink卡連接,用于接收高速雙路CameraLink卡的采集數(shù)據(jù),采用多路數(shù)據(jù)并行寫(xiě)入方式存儲(chǔ)到固態(tài)硬盤的高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡；
[0030]與高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡連接，用于對(duì)采集的視頻數(shù)據(jù)以流文件格式存儲(chǔ)形式進(jìn)行存儲(chǔ)的固態(tài)硬盤。
[0031]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，高速雙路CameraLink卡的采集數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)級(jí)主板上的DMA模式,傳輸至高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡。
[0032]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，固態(tài)硬盤存儲(chǔ)的方法為:在固態(tài)硬盤建立映射文件并設(shè)置文件類型及文件名，圖像存儲(chǔ)時(shí)計(jì)算機(jī)從高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡緩存中讀取高速視頻數(shù)據(jù)并以鏈表形式保存到內(nèi)存中，然后將鏈表中數(shù)據(jù)批量寫(xiě)入固態(tài)硬盤中。
[0033]作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，固態(tài)硬盤采用固態(tài)模式，配置512G存儲(chǔ)容量。
[0034]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由圖像采集模塊
1、高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)1-1、圖像存儲(chǔ)模塊2、固態(tài)硬盤2-1 ;高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡2-2、高速雙路CameraLink卡2-3組成；
[0036]圖像采集模塊I采用500fps高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)1-1，圖像分辨率為1280 X 1024像素，并以Cameralink接口的形式輸出成像數(shù)據(jù)；圖像存儲(chǔ)模塊2由固態(tài)硬盤2_1組成磁盤陣列，高速雙路CameraLink卡2_3，高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡2_2組成，圖像存儲(chǔ)模塊2中的高速雙路CameraLink卡2_3實(shí)現(xiàn)高分辨率高清圖像的采集，高速雙路CameraLink卡2_3實(shí)現(xiàn)最高650MB/S連續(xù)高速圖像數(shù)據(jù)的采集，采集數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)級(jí)主板上的DMA模式，傳輸至高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡2-2，高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡2-2將獲取到的視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到高速固態(tài)電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)陣列到固態(tài)硬盤2-1中，采用多路數(shù)據(jù)并行寫(xiě)入方式，提高了數(shù)據(jù)寫(xiě)入速度，高速固態(tài)電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)陣列的固態(tài)硬盤2-1采用固態(tài)模式，配置512G存儲(chǔ)容量，在圖像分辨率為1280 X 1024，8位深情況下，500fps情況下，存儲(chǔ)時(shí)間不小于10分鐘，為適應(yīng)不同的使用環(huán)境，圖像采集過(guò)程完全可由軟件控制，可根據(jù)不同需要通過(guò)設(shè)置相機(jī)及板卡參數(shù)，可通過(guò)設(shè)置相機(jī)增益，用于調(diào)節(jié)圖片亮度，適應(yīng)低光照情況下圖像采集；設(shè)置不同采集幀率，實(shí)現(xiàn)1-500幀/秒的采集幀率，調(diào)節(jié)高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡2-2緩存大小，根據(jù)不同幀率設(shè)置不同的CameraLink板卡緩存大小，保證視頻圖像采集傳輸，同時(shí)可實(shí)時(shí)獲取視頻圖像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)處理二次開(kāi)發(fā)，視頻圖像數(shù)據(jù)以流文件格式存儲(chǔ)，方便加入圖片采集時(shí)間，焦距，曝光時(shí)間等參數(shù)，記錄每張圖片采集狀態(tài)，便于事后數(shù)據(jù)分析；
[0037]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】
[0038]如圖1所示,將圖像采集模塊I與圖像存儲(chǔ)模塊2通過(guò)Cameralink線連接,啟動(dòng)采集軟件，首先設(shè)置高速雙路CameraLink卡2_3采集參數(shù)，包括掃描模式，采集圖像大小，采集圖像格式，卡觸發(fā)模式，采集幀率，曝光時(shí)間等參數(shù)，板卡初始化成功后設(shè)置高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)1-ι采集圖片大小，曝光模式等參數(shù)，高速圖像數(shù)據(jù)以流文件形式保存，首先在固態(tài)硬盤2-1建立映射文件并設(shè)置文件類型及文件名，圖像存儲(chǔ)時(shí)計(jì)算機(jī)從高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡2-2緩存中讀取高速視頻數(shù)據(jù)并以鏈表形式保存到內(nèi)存中，然后將鏈表中數(shù)據(jù)批量寫(xiě)入固態(tài)硬盤2-1中，在軟件采集過(guò)程中，可實(shí)時(shí)獲取內(nèi)存鏈表中視頻圖像數(shù)據(jù)，用于圖像數(shù)據(jù)處理二次開(kāi)發(fā)或送顯卡顯示，如表I所示，每幀視頻圖像數(shù)據(jù)以流文件格式存儲(chǔ)，在流文件頭加入圖片采集時(shí)間，焦距，曝光時(shí)間等參數(shù)，記錄每張圖片采集狀態(tài)，便于事后數(shù)據(jù)分析，軟件可實(shí)現(xiàn)最高650MB/S連續(xù)高速圖像數(shù)據(jù)的采集存儲(chǔ)，并根據(jù)不同環(huán)境需要設(shè)置圖像采集幀率，圖像采集大小，曝光時(shí)間，相機(jī)增益等參數(shù)。
[0039]表1
【權(quán)利要求】
1.一種高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，該高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)包括:圖像采集模塊和圖像存儲(chǔ)模塊； 用于進(jìn)行圖像采集，以Cameralink接口的形式輸出成像數(shù)據(jù)的圖像采集模塊； 通過(guò)Cameralink線連接與圖像采集模塊連接，用于獲取視頻圖像數(shù)據(jù)，以流文件格式存儲(chǔ)，加入圖片采集時(shí)間，焦距，曝光時(shí)間參數(shù)，記錄每張圖片采集狀態(tài)，便于事后數(shù)據(jù)分析的圖像存儲(chǔ)模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，圖像采集模塊包括聞巾貞頻科學(xué)級(jí)相機(jī)； 高幀頻科學(xué)級(jí)相機(jī)采用500fps高速科學(xué)級(jí)CMOS攝像機(jī)，圖像分辨率為1280 X 1024像素。
3.如權(quán)利要求1所述的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，圖像存儲(chǔ)模塊還包括:固態(tài)硬盤、高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡、高速雙路CameraLink卡； 用于實(shí)現(xiàn)高分辨率高清圖像的采集，實(shí)現(xiàn)650MB/S連續(xù)高速圖像數(shù)據(jù)的高速雙路CameraLink 卡； 與高速雙路CameraLink卡連接,用于接收高速雙路CameraLink卡的采集數(shù)據(jù),采用多路數(shù)據(jù)并行寫(xiě)入方式存儲(chǔ)到固態(tài)硬盤的高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡； 與高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡連接，用于對(duì)采集的視頻數(shù)據(jù)以流文件格式存儲(chǔ)形式進(jìn)行存儲(chǔ)的固態(tài)硬盤。
4.如權(quán)利要求3所述的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，高速雙路CameraLink卡的采集數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)級(jí)主板上的DMA模式,傳輸至高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡。
5.如權(quán)利要求3所述的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，固態(tài)硬盤存儲(chǔ)的方法為:在固態(tài)硬盤建立映射文件并設(shè)置文件類型及文件名，圖像存儲(chǔ)時(shí)計(jì)算機(jī)從高速磁盤陣列讀寫(xiě)控制卡緩存中讀取高速視頻數(shù)據(jù)并以鏈表形式保存到內(nèi)存中，然后將鏈表中數(shù)據(jù)批量寫(xiě)入固態(tài)硬盤中。
6.如權(quán)利要求3所述的高速圖像采集及實(shí)時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，固態(tài)硬盤采用固態(tài)模式，配置512G存儲(chǔ)容量。
【文檔編號(hào)】H04N5/781GK103516987SQ201310467044
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】蔡成濤, 徐從營(yíng), 陸軍, 張智, 王立輝 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)