基于PC机高速图像采集存储系统

高速CMOS工业相机的发展对实时图像存储提出了高带宽的要求。Camera Link Full相机，比如Basler的A504K，Optronis的CL600，以及基于CMOSISS芯片制造的4M像素，180FPS的高速相机，图像数据带宽高达720MB/s。为了实时不丢帧的把图像数据保存下来，需要合理选用采集卡、存储卡、PC机以及图像存储软件，只有这几个部分通过优化的算法，组合在一起，并经过长时间测试，才能保证实时存储。

采用汇众思壮提供的基于PC机的稳定、高效存储解决方案可实时不丢帧的把图像数据保存下来。该方案基于计算机插卡结构多通道高速数据采集和存储设备，对外部输入的高速数据流经过接口采集和数据缓冲处理后，数据通过PCI-E总线被传送到计算机存储设备，进行存储的高速存储。

1、 硬件方案：

整个设计方案包括硬件部分和存储采集、回放软件部分。硬件设备便携式工控机（集成高速存储卡、图像采集卡、高速存储软件组成存储系统）、1台相机、镜头等组成。可支持各种CameraLink接口，千兆网接口工线阵，面阵工业相机。也可支持不同厂商图像采集卡，如Matrox，Siliconsoftware等。配备的存储容量根据实际需要可选择512GB、1TB、2TB等

2、 软件解决方案

部署在工控机上的采集程序实时的把采集到的图像显示和存储。工控机上部署高速存储卡，容量为1TB，保存在存储单元中的试验数据可通过回放解析程序，查找到有用的试验数据，然后转存为本地的同样格式的流文件。

 

整个系统包含2个软件子系统，即图像采集与存储系统和回放解析系统。 子系统均部署在同一台工控机。

1）、 采集与存储子系统

主要完成图像的采集、显示、实时存储。

其指标可达：

Ø     实时存储图像数据

Ø     存储容量为1TB，存储时间可达21分钟。

可具体实现：

Ø   可灵活控制高速相机输出信号的采集开始和停止、存储的开始和停止。

Ø   可灵活配置相机图像高度、宽度以及相机曝光模式、曝光值以及增益；

Ø   可灵活配置可采集卡图像高度、宽度、曝光模式、帧频、缓存、偏移量；

Ø   可灵活配置存储路径等参数。

采集的图像文件，按照一帧一帧的方式，保存成指定的流文件格式：

采集界面如下图所示：

2）、  回放解析系统

回放解析系统是事后处理系统，实现对采集存储软件存储的图像文件的回放功能。可实现：

Ø   支持多个存储的图像流文件的同步或异步播放；

Ø   支持流文件的图像可放大、缩小，可查看每个像素点的实际像素值，并能对流文件进行管理；

Ø   能以三种显示方式：图像、表格、曲线（单行或单列）进行图像文件显示；

Ø   支持显示任意位置任意区域图像的源码以及直方图、方差、统计图；支持任意选定区域内的亮度、对比度调整以及自动对比度、自动色阶等处理；

Ø   支持图像的漫游和任意局部显示；

Ø   支持图像显示位置标定功能和跳转定位功能；

Ø   支持将存储的图像文件中的任意起始位置转存为BMP、TIFF、JPG、AVI、Raw等格式文件。

回放解析程序主界面如下：