[發明專利]一種一體小型化高速實時圖像獲取裝置在審

申請號：	201710887344.2	申請日：	2017-09-27
公開（公告）號：	CN107493419A	公開（公告）日：	2017-12-19
發明（設計）人：	樸永杰;周美麗;徐偉;張貴祥;馮汝鵬;章家保	申請（專利權）人：	中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
主分類號：	H04N5/225	分類號：	H04N5/225;H04N5/232;H04N5/781;H04N5/93
代理公司：	長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)22210	代理人：	荊喆
地址：	130033 吉***	國省代碼：	吉林;22
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種一體小型化高速實時圖像獲取裝置
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明屬于高速數字圖像獲取技術領域，具體涉及一種用集成SoPC進行采集、壓縮、存儲、回放功能一體的小型化高速實時圖像獲取裝置。

背景技術

在機器視覺應用中，數字相機在捕獲快速變化過程中起到越來越重要的作用，尤其以CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器為感光元件的高幀頻數字攝像機的優勢更為顯著。高幀頻數字相機主要應用于高速運動和高速物體碰撞過程的記錄測試。主要在汽車碰撞實驗、安全帶、安全氣囊的研制，高速粒子場運動分析，火箭發射和飛機起落過程，高速工業檢測等方面具有重要意義。但隨著高幀頻數字相機的幀頻及分辨率不斷提高，產生的圖像數據量和數據率急劇增加，對高速數據的存儲帶來巨大壓力。

目前大多數高幀頻相機數據接口采用一組或多組CameraLink FULL接口，以實現數據高速實時數據輸出。2組CameraLink FULL接口在8bit模式下可傳輸1360M像素/s(1360MB/s)，對于1024×1024的傳感器最大可傳輸1300幀/s，對于大面陣傳感器如4096×3072分辨率則可傳輸108幀/s。然而這種數據傳輸能力仍然不能滿足一些高性能傳感器的數據帶寬需求。如CMOSIS公司CMV12000傳感器最高分辨率4096×3072下可產生168幀/s(2016MB/s)圖像，遠超2組CameraLink FULL接口數據傳輸能力。同時，圖像采集PC機的數據存儲速率限于內部總線和存儲介質帶寬也較難達到上述需求。

目前常見的解決方案是在高速相機內部加入大容量實時緩存，記錄滿后再由相對低速接口如千兆網、USB等數據讀取。該方法的缺點是實時緩存容量一般僅能達10GB量級，無法實現長時間存儲。

發明專利《高速圖像實時無損記錄存儲回放裝置》使用CameraLink FULL接口高速相機，將產生的數據由一個高速數據分配板將數據分發給多個存儲子系統，回放時由計算機通過千兆網交換機訪問各個存儲子系統，讀取數據。該方法的缺點是系統龐大復雜，不利于攜帶。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種一體小型化高速實時圖像獲取裝置，將圖像獲取單元、FPGA軟件和CPU軟件集成在SoPC上，能夠實現實時無損壓縮、存儲及回放等功能。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種一體小型化高速實時圖像獲取裝置，包括：

圖像獲取單元、FPGA軟件和CPU軟件集成于SoPC上；

所述圖像獲取單元包括圖像傳感器、FPGA、FLASH存儲器、多片固態硬盤和以太網接口芯片；其中，所述FPGA為主控制器，其連接圖像傳感器、FLASH存儲器、多片固態硬盤和以太網接口芯片；

所述FPGA軟件包括CMOS圖像傳感器時序驅動軟件、實時圖像無損壓縮軟件、固態硬盤控制器軟件和以太網控制器軟件；

所述CPU軟件包括嵌入式實時操作系統、文件共享服務和成像控制軟件；

其中，FPGA為FPGA軟件和CPU軟件的載體；FLASH存儲器存儲FPGA配置數據及CPU軟件，所述FPGA軟件和CPU軟件通過CPU內部總線進行通訊；

其中，所述SoPC通過以太網接口芯片連接采集計算機。