[发明专利]一种高帧频图像采集与发送系统及方法

权利要求书

1.一种高帧频图像采集与发送系统，其特征在于，该系统包括相互连接的以下模块：便携式PXIe机箱、高性能控制器、CameraLink帧接收器、磁盘阵列、FPGA模块、DualCameraLink Full图像发送适配模块以及配套线缆；其中：

所述便携式PXIe机箱，集成高清液晶显示器、鼠标及键盘，并为各个系统模块提供安装的结构和电气平台；

所述高性能控制器，作为系统处理器，提供数据处理能力，并提供外部设备接口，外部设备接口包括USB、DP接口；

所述CameraLink帧接收器，系统中设置有两块CameraLink帧接收器，组成DualCameraLink Full接口模式，用于实现4*SDR端口的Dual CameraLink Full模式的图像采集；

所述磁盘阵列，由多块独立的磁盘组成磁盘阵列，提供可扩展的存储空间以及连续的高速读写速率；将采集到的高帧频图像数据通过PXIe总线传输至磁盘阵列，以TDMS文件格式实现高帧频图像的实时存储；

所述FPGA模块，读取存储在磁盘阵列中的TDMS文件格式的原始高帧频图像，传输至FPGA模块中的DMA FIFO，FPGA模块获取DMA FIFO中的数据后按照规定的时序通过FPGA模块的接口输出；

所述Dual CameraLink Full图像发送适配模块，为FPGA模块图像输出提供4个标准SDR26接口，即两组CameraLink Full端口，从而实现Dual CameraLink Full图像发送；

所述配套线缆，用于实现系统与图像接收端之间的接口转换和数据传输。

2.根据权利要求1所述的高帧频图像采集与发送系统，其特征在于，所述高性能控制器中设计有图像拉伸算法；通过图像拉伸算法，在不改变存储的图像原始数据的情况下使显示的图像更加清晰可辨；

图像拉伸时，通过以下公式进行像素数据拉伸：

x’＝255(x-x_min)/(x_max-x_min)

其中，x为原始像素点的值；x’为拉伸后像素点的值；x_max、x_min首次分别使用8位图像的最大值255和最小值0，其后由上一帧图像的直方图统计得出。

3.根据权利要求1所述的高帧频图像采集与发送系统，其特征在于，所述FPGA模块中：

通过LabVIEW FPGA程序开发，将提取的存于TDMS文件中的图像原始数据写入FPGA的两个DMA FIFO中，然后根据CameraLink协议按照一定的时序将数据输出至对应的引脚。

4.根据权利要求1所述的高帧频图像采集与发送系统，其特征在于，所述DualCameraLink Full图像发送适配模块中：

Dual CameraLink Full图像发送适配模块将FPGA模块的输出接口转换为4个标准的SDR接口，即2组CameraLink Full端口，实现定制的Dual CameraLink Full图像发送。

5.一种高帧频图像采集与发送方法，采用权利要求1所述的高帧频图像采集与发送系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、通过两块CameraLink帧接收器组成Dual CameraLink Full接口模式，实时采集高帧频的图像数据，其帧率不低于1000FPS；

S2、将采集到的高帧频图像数据通过PXIe总线传输至高速磁盘阵列，以TDMS文件格式实现高帧频图像的实时存储；

S3、读取存储在磁盘阵列中的TDMS文件格式的高帧频图像原始数据，传输至FPGA模块中的两个DMA FIFO；

S4、FPGA模块获取DMA FIFO中的高帧频图像数据后，按照规定的时序通过FPGA模块的相应接口进行输出；

S5、通过定制的Dual CameraLink Full图像发送适配模块与FPGA模块输出接口相连，将高帧频图像数据转换后通过2个标准的CameraLink Full端口进行输出。