[發(fā)明專利]一種低延時圖像采集方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010310350.3
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111526317B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 張路楊;李闊;彭維華;周嚴
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢卓目科技有限公司
• 主分類號: H04N5/765
• 分類號: H04N5/765;H04N7/22;H04N19/42;H04N19/426
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 代嬋

1.一種低延時圖像采集方法，其特征在于，包括如下步驟：

接收工業(yè)相機發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)；

對圖像數(shù)據(jù)進行解析打包；

對每幀圖像進行數(shù)據(jù)補償，具體包括：

數(shù)據(jù)接收模塊將接收到的圖像數(shù)據(jù)暫存入接收FIFO當中，數(shù)據(jù)補償模塊判斷接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)量是否達到設定字節(jié)數(shù)N，如果達到，則讀出接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)，寫入到發(fā)送FIFO中，并且包計數(shù)器f_cnt加1，如此重復，直到f_cnt等于預設的X值，此時代表接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)為該幀圖像數(shù)據(jù)的尾部部分，進入到填充數(shù)據(jù)的狀態(tài)，然后判斷接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)量是否達到預設的Y字節(jié)，如果接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)量達到Y(jié)字節(jié)，代表該幀圖像的最后一部分數(shù)據(jù)已經(jīng)接收完畢，讀出接收FIFO內(nèi)的Y字節(jié)數(shù)據(jù)并且補充數(shù)據(jù)達到設定字節(jié)數(shù)N后寫入到發(fā)送FIFO中，實現(xiàn)每幀圖像的數(shù)據(jù)補償，并且將f_cnt清零，同時回到空閑狀態(tài)，等待下一幀圖像進入接收FIFO，重復上述步驟，通過數(shù)據(jù)上傳模塊判斷發(fā)送FIFO內(nèi)是否有數(shù)據(jù)，只要判定該發(fā)送FIFO非空，則讀出發(fā)送FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)進行發(fā)送；

將數(shù)據(jù)補償后的圖像數(shù)據(jù)通過光纖通道傳輸?shù)絇CIe采集卡；

PCIe采集卡將圖像數(shù)據(jù)上傳到PC主機。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低延時圖像采集方法，其特征在于：將每幀圖像數(shù)據(jù)按照設定字節(jié)數(shù)N進行分割封幀中所述的設定字節(jié)數(shù)N為1KB。

3.一種低延時圖像采集裝置，其特征在于：包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)補償模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊用于負責接收工業(yè)相機發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)補償模塊用于對每幀圖像進行數(shù)據(jù)補償，具體為：數(shù)據(jù)接收模塊將接收到的圖像數(shù)據(jù)暫存入接收FIFO當中，數(shù)據(jù)補償模塊判斷接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)量是否達到設定字節(jié)數(shù)N，如果達到，則讀出接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)，寫入到發(fā)送FIFO中，并且包計數(shù)器f_cnt加1，如此重復，直到f_cnt等于預設的X值，此時代表接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)為該幀圖像數(shù)據(jù)的尾部部分，進入到填充數(shù)據(jù)的狀態(tài)，然后判斷接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)量是否達到預設的Y字節(jié)，如果接收FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)量達到Y(jié)字節(jié)，代表該幀圖像的最后一部分數(shù)據(jù)已經(jīng)接收完畢，讀出接收FIFO內(nèi)的Y字節(jié)數(shù)據(jù)并且補充數(shù)據(jù)達到設定字節(jié)數(shù)N后寫入到發(fā)送FIFO中，實現(xiàn)每幀圖像的數(shù)據(jù)補償，并且將f_cnt清零，同時回到空閑狀態(tài)，等待下一幀圖像進入接收FIFO，重復上述步驟，所述數(shù)據(jù)上傳模塊用于判斷發(fā)送FIFO內(nèi)是否有數(shù)據(jù)，只要判定該發(fā)送FIFO非空，則讀出發(fā)送FIFO內(nèi)的數(shù)據(jù)進行發(fā)送；

所述數(shù)據(jù)上傳模塊用于將數(shù)據(jù)補償后的圖像數(shù)據(jù)通過光纖通道傳輸?shù)絇CIe采集卡。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低延時圖像采集裝置，其特征在于：將每幀圖像數(shù)據(jù)按照設定字節(jié)數(shù)N進行分割封幀中所述的設定字節(jié)數(shù)N為1KB。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低延時圖像采集裝置，其特征在于：數(shù)據(jù)接收模塊采用FPGA的高速收發(fā)器IP核；數(shù)據(jù)上傳模塊采用FPGA的高速收發(fā)器IP核。

6.一種低延時圖像采集系統(tǒng)，其特征在于：包括工業(yè)相機、PCIe采集卡、PC主機以及如權(quán)利要求3至5任一所述的低延時圖像采集裝置，所述低延時圖像采集裝置通過輸入端接口與工業(yè)相機進行通信，接收工業(yè)相機發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，所述低延時圖像采集裝置通過光纖接口與PCIe采集卡進行通信，將圖像數(shù)據(jù)通過光纖通道傳輸?shù)絇CIe采集卡，所述PCIe采集卡通過PCIe總線與PC主機進行通信，將光纖通道圖像數(shù)據(jù)上傳到PCIe主機，PC主機負責圖像顯示處理和人機交互功能。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低延時圖像采集系統(tǒng)，其特征在于：低延時圖像采集裝置通過FPGA芯片實現(xiàn)集成數(shù)據(jù)收發(fā)和處理功能。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低延時圖像采集系統(tǒng)，其特征在于：在PCIe采集卡內(nèi)部使用DMA傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量如果滿足DMA緩存大小，則觸發(fā)中斷，將數(shù)據(jù)傳輸給PC主機；將DMA大小設置為設定字節(jié)數(shù)N，與數(shù)據(jù)補償模塊每包數(shù)據(jù)保持一致，DMA內(nèi)每次達到設定字節(jié)數(shù)N的數(shù)據(jù)，就傳輸給PC主機一次。