CN103516987A - 一种高速图像采集及实时存储系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速图像采集及实时存储系统，包括：图像采集模块和图像存储模块；图像存储模块通过Cameralink线连接与图像采集模块连接。本发明通过Cameralink接口视频采集卡及磁盘阵列技术，使数据传输速率大于650MB/S，依托图像采集模块和图像存储模块；高速可编程双路Cameralink图像采集卡实现连续高速图像数据的采集，高速视频数据以流文件形式存储，以便保存每张图片采集数据，用于数据分析，提高了高速、大容量视频数据的传输速率，较好的解决了现有的高速、大容量视频数据的图像采集存储受制于远程数据传输设备数据传输带宽影响，大量的图像数据不能满足实时传输的要求的问题，实现了500帧/秒速率、图像分辨率为1280×1024像素，数据位深为8Bits的高速图像采集及实时存储。
Description
技术领域
本发明属于图像采集及存储技术领域，尤其涉及一种高速图像采集及实时存储系统。
背景技术
随着科技的发展，尤其是航空航天技术的发展，无论是星载还是舰载测量技术，出现了越来越多的大容量信息捕获设备，例如，可见光照相机、多光谱照相机、多光谱扫描仪以及电视摄像机等，这些成像设备所获取的各种类型的图像数据，通常具有分辨率高、谱段宽、细节丰富、携带信息量大、输出速率高等特点，但是受制于远程数据传输设备数据传输带宽影响，大量的图像数据不能满足实时传输的要求，如此高速而大容量的珍贵数据往往需要首先经过本地记录，进而在适当的时候延时回放，因此，这对高速大容量存储系统的能力提出了更高的要求，高速大容量数据存储系统还需要具有相对尺寸小、重量轻、功耗低、存储密度高等特点。
现有的高速、大容量视频数据的图像采集存储受制于远程数据传输设备数据传输带宽影响，大量的图像数据不能满足实时传输的要求。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种高速图像采集及实时存储系统，旨在解决现有的高速、大容量视频数据的图像采集存储受制于远程数据传输设备数据传输带宽影响，大量的图像数据不能满足实时传输的要求的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种高速图像采集及实时存储系统，该高速图像采集及实时存储系统包括：图像采集模块和图像存储模块；
用于进行图像采集，以Cameralink接口的形式输出成像数据的图像采集模块；
通过Cameralink线连接与图像采集模块连接，用于获取视频图像数据，以流文件格式存储，加入图片采集时间，焦距，曝光时间参数，记录每张图片采集状态，便于事后数据分析的图像存储模块。
进一步，图像采集模块包括高帧频科学级相机；
高帧频科学级相机采用500fps高速科学级CMOS摄像机，图像分辨率为1280×1024像素。
进一步，图像存储模块还包括：固态硬盘、高速磁盘阵列读写控制卡、高速双路CameraLink卡；
用于实现高分辨率高清图像的采集，实现650MB/s连续高速图像数据的高速双路CameraLink卡；
与高速双路CameraLink卡连接，用于接收高速双路CameraLink卡的采集数据，采用多路数据并行写入方式存储到固态硬盘的高速磁盘阵列读写控制卡；
与高速磁盘阵列读写控制卡连接，用于对采集的视频数据以流文件格式存储形式进行存储的固态硬盘。
进一步，高速双路CameraLink卡的采集数据通过工业级主板上的DMA模式，传输至高速磁盘阵列读写控制卡。
进一步，固态硬盘存储的方法为：在固态硬盘建立映射文件并设置文件类型及文件名，图像存储时计算机从高速磁盘阵列读写控制卡缓存中读取高速视频数据并以链表形式保存到内存中，然后将链表中数据批量写入固态硬盘中。
进一步，固态硬盘采用固态模式，配置512G存储容量。
本发明提供的高速图像采集及实时存储系统，通过Cameralink接口视频采集卡及磁盘阵列技术，使数据传输速率大于650MB/S，依托图像采集模块和图像存储模块；高速可编程双路Cameralink图像采集卡实现连续高速图像数据的采集，高速视频数据以流文件形式存储，以便保存每张图片采集数据，用于数据分析，提高了高速、大容量视频数据的传输速率，较好的解决了现有的高速、大容量视频数据的图像采集存储受制于远程数据传输设备数据传输带宽影响，大量的图像数据不能满足实时传输的要求的问题，实现了500帧/秒速率、图像分辨率为1280×1024像素，数据位深为8Bits的高速图像采集及实时存储。
附图说明
图1是本发明实施例提供的高速图像采集及实时存储系统结构示意图；
图中：1、图像采集模块；1-1、高帧频科学级相机；2、图像存储模块；2-1、固态硬盘；2-2；高速磁盘阵列读写控制卡；2-3、高速双路CameraLink卡。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的高速图像采集及实时存储系统结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
本发明实施例的高速图像采集及实时存储系统，该高速图像采集及实时存储系统包括：图像采集模块和图像存储模块；
用于进行图像采集，以Cameralink接口的形式输出成像数据的图像采集模块；
通过Cameralink线连接与图像采集模块连接，用于获取视频图像数据，以流文件格式存储，加入图片采集时间，焦距，曝光时间参数，记录每张图片采集状态，便于事后数据分析的图像存储模块。
作为本发明实施例的一优化方案，图像采集模块包括高帧频科学级相机；
高帧频科学级相机采用500fps高速科学级CMOS摄像机，图像分辨率为1280×1024像素。
作为本发明实施例的一优化方案，图像存储模块还包括：固态硬盘、高速磁盘阵列读写控制卡、高速双路CameraLink卡；
用于实现高分辨率高清图像的采集，实现650MB/s连续高速图像数据的高速双路CameraLink卡；
与高速双路CameraLink卡连接，用于接收高速双路CameraLink卡的采集数据，采用多路数据并行写入方式存储到固态硬盘的高速磁盘阵列读写控制卡；
与高速磁盘阵列读写控制卡连接，用于对采集的视频数据以流文件格式存储形式进行存储的固态硬盘。
作为本发明实施例的一优化方案，高速双路CameraLink卡的采集数据通过工业级主板上的DMA模式，传输至高速磁盘阵列读写控制卡。
作为本发明实施例的一优化方案，固态硬盘存储的方法为：在固态硬盘建立映射文件并设置文件类型及文件名，图像存储时计算机从高速磁盘阵列读写控制卡缓存中读取高速视频数据并以链表形式保存到内存中，然后将链表中数据批量写入固态硬盘中。
作为本发明实施例的一优化方案，固态硬盘采用固态模式，配置512G存储容量。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例的高速图像采集及实时存储系统主要由图像采集模块1、高帧频科学级相机1-1、图像存储模块2、固态硬盘2-1；高速磁盘阵列读写控制卡2-2、高速双路CameraLink卡2-3组成；
图像采集模块1采用500fps高帧频科学级相机1-1，图像分辨率为1280×1024像素，并以Cameralink接口的形式输出成像数据；图像存储模块2由固态硬盘2-1组成磁盘阵列，高速双路CameraLink卡2-3，高速磁盘阵列读写控制卡2-2组成，图像存储模块2中的高速双路CameraLink卡2-3实现高分辨率高清图像的采集，高速双路CameraLink卡2-3实现最高650MB/s连续高速图像数据的采集，采集数据通过工业级主板上的DMA模式，传输至高速磁盘阵列读写控制卡2-2，高速磁盘阵列读写控制卡2-2将获取到的视频数据存储到高速固态电子数据存储阵列到固态硬盘2-1中，采用多路数据并行写入方式，提高了数据写入速度，高速固态电子数据存储阵列的固态硬盘2-1采用固态模式，配置512G存储容量，在图像分辨率为1280×1024，8位深情况下，500fps情况下，存储时间不小于10分钟，为适应不同的使用环境，图像采集过程完全可由软件控制，可根据不同需要通过设置相机及板卡参数，可通过设置相机增益，用于调节图片亮度，适应低光照情况下图像采集；设置不同采集帧率，实现1-500帧/秒的采集帧率，调节高速磁盘阵列读写控制卡2-2缓存大小，根据不同帧率设置不同的CameraLink板卡缓存大小，保证视频图像采集传输，同时可实时获取视频图像数据，实现图像数据处理二次开发，视频图像数据以流文件格式存储，方便加入图片采集时间，焦距，曝光时间等参数，记录每张图片采集状态，便于事后数据分析；
本发明的具体实施方式
如图1所示，将图像采集模块1与图像存储模块2通过Cameralink线连接，启动采集软件，首先设置高速双路CameraLink卡2-3采集参数，包括扫描模式，采集图像大小，采集图像格式，卡触发模式，采集帧率，曝光时间等参数，板卡初始化成功后设置高帧频科学级相机1-1采集图片大小，曝光模式等参数，高速图像数据以流文件形式保存，首先在固态硬盘2-1建立映射文件并设置文件类型及文件名，图像存储时计算机从高速磁盘阵列读写控制卡2-2缓存中读取高速视频数据并以链表形式保存到内存中，然后将链表中数据批量写入固态硬盘2-1中，在软件采集过程中，可实时获取内存链表中视频图像数据，用于图像数据处理二次开发或送显卡显示，如表1所示，每帧视频图像数据以流文件格式存储，在流文件头加入图片采集时间，焦距，曝光时间等参数，记录每张图片采集状态，便于事后数据分析，软件可实现最高650MB/s连续高速图像数据的采集存储，并根据不同环境需要设置图像采集帧率，图像采集大小，曝光时间，相机增益等参数。
表1
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高速图像采集及实时存储系统，其特征在于，该高速图像采集及实时存储系统包括：图像采集模块和图像存储模块；
用于进行图像采集，以Cameralink接口的形式输出成像数据的图像采集模块；
通过Cameralink线连接与图像采集模块连接，用于获取视频图像数据，以流文件格式存储，加入图片采集时间，焦距，曝光时间参数，记录每张图片采集状态，便于事后数据分析的图像存储模块。
2.如权利要求1所述的高速图像采集及实时存储系统，其特征在于，图像采集模块包括高帧频科学级相机；
高帧频科学级相机采用500fps高速科学级CMOS摄像机，图像分辨率为1280×1024像素。
3.如权利要求1所述的高速图像采集及实时存储系统，其特征在于，图像存储模块还包括：固态硬盘、高速磁盘阵列读写控制卡、高速双路CameraLink卡；
用于实现高分辨率高清图像的采集，实现650MB/s连续高速图像数据的高速双路CameraLink卡；
与高速双路CameraLink卡连接，用于接收高速双路CameraLink卡的采集数据，采用多路数据并行写入方式存储到固态硬盘的高速磁盘阵列读写控制卡；
与高速磁盘阵列读写控制卡连接，用于对采集的视频数据以流文件格式存储形式进行存储的固态硬盘。
4.如权利要求3所述的高速图像采集及实时存储系统，其特征在于，高速双路CameraLink卡的采集数据通过工业级主板上的DMA模式，传输至高速磁盘阵列读写控制卡。
5.如权利要求3所述的高速图像采集及实时存储系统，其特征在于，固态硬盘存储的方法为：在固态硬盘建立映射文件并设置文件类型及文件名，图像存储时计算机从高速磁盘阵列读写控制卡缓存中读取高速视频数据并以链表形式保存到内存中，然后将链表中数据批量写入固态硬盘中。
6.如权利要求3所述的高速图像采集及实时存储系统，其特征在于，固态硬盘采用固态模式，配置512G存储容量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140115 |