[發明專利]一種低延時圖像采集方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202010310350.3
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111526317B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 張路楊;李闊;彭維華;周嚴
• 申請（專利權）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: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 代嬋

本發明公開了一種低延時圖像采集方法、裝置及系統，該方法包括數據接收模塊負責接收工業相機發送的圖像數據，數據處理模塊完成圖像數據的解析打包，數據補償模塊對每幀圖像進行數據補償，將每幀圖像數據按照整1KB數據補齊，不夠的填充空閑數據，數據上傳模塊將數據補償后的圖像數據通過光纖通道傳輸到PCIe采集卡，通過數據補償機制可以實現無緩沖高速輸出，當圖像源停止工作時，最后一幀圖像仍然能夠完整發出，將圖像數據以最高的實時性轉發給PC主機，以解決現有技術中的圖像采集系統數據延遲較高的問題。

技術領域

本發明涉及圖像采集領域，尤其涉及一種低延時圖像采集方法、裝置及系統。

背景技術

隨著社會的不斷發展，圖像采集系統在許多行業領域中扮演著非常重要的角色，如軍事、安全監控、工業視覺等領域。目前，用相關的集成硬件如DSP、MCU、FPGA等對視頻圖像進行采集處理具有實時性好、體積小、方便使用的優點。但是當對太陽觀測時，或者其他對實時性要求比較高的場合，需要實時針對運動情況做出處理，此時需要將圖像數據以最快的傳輸速度傳輸給PC主機，PC主機根據不同的情況做出響應。這就需要圖像采集具有極低的延遲特性，并且圖像數據不能在采集系統中留有緩存。MCU是微控制器，主要用于控制系統，工作頻率比較低，對于圖像的高速數據流不能及時處理。DSP主要是為快速實現各種數字信號處理算法而專門設計的具有特殊結構的微處理器，本質上同MCU一樣都是串行執行指令，也不能滿足高實時性的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之缺陷，提供了一種低延時圖像采集方法、裝置及系統，以解決現有技術中的圖像采集系統數據延遲較高的問題。

本發明是這樣實現的：本發明公開了一種低延時圖像采集方法，包括如下步驟：

接收工業相機發送的圖像數據；

對圖像數據進行解析打包；

對每幀圖像進行數據補償；

將數據補償后的圖像數據通過光纖通道傳輸到PCIe采集卡。

將每幀圖像數據按照設定字節數N進行分割封幀中所述的設定字節數N為1KB。這個值是由DMA大小確定的，將每幀圖像數據按照設定字節數N進行分割封幀中所述的設定字節數N與PCIe采集卡內部使用的DMA設置的值相同。優選地，DMA設置的值為1KB。該值如果取得較大，等待時間就越長相應的就會增加延時。該值如果較小的話，就會增加傳輸的次數，從而造成抖動增加。設置為1KB，最后經過驗證一幀圖像得延時穩定在12us左右，但是有抖動現象，最大延時45us左右。

進一步地，對每幀圖像進行數據補償，具體包括：

數據接收模塊將接收到的圖像數據暫存入接收FIFO當中，數據補償模塊判斷接收FIFO內的數據量是否達到設定字節數N，如果達到，則讀出接收FIFO內的設定字節數N的數據，寫入到發送FIFO中，并且包計數器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內的數據為該幀圖像數據的尾部部分，進入到填充數據的狀態，然后判斷接收FIFO內的數據量是否達到預設的Y字節，如果接收FIFO內的數據量達到Y字節，代表該幀圖像的最后一部分數據已經接收完畢，讀出接收FIFO內的Y字節數據并且補充數據達到設定字節數N后寫入到發送FIFO中，實現每幀圖像的數據補償，并且將f_cnt清零，同時回到空閑狀態，等待下一幀圖像進入接收FIFO，重復上述步驟，所述數據上傳模塊用于判斷發送FIFO內是否有數據，只要判定該發送FIFO非空，則讀出發送FIFO內的設定字節數N的數據進行發送。

進入到填充數據的狀態后，如果接收FIFO內的數據量達到預設的Y字節，代表該幀圖像的最后一部分數據已經接收完畢。經過判斷，如果接收完畢則把該部分數據讀出來，由于該部分不夠1KB，所以需要填充夠1KB。如果不達到預設的Y字節，則等待，直到這部分數據接收完畢。