[发明专利]一种低延时图像采集方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种低延时图像采集方法、装置及系统，该方法包括数据接收模块负责接收工业相机发送的图像数据，数据处理模块完成图像数据的解析打包，数据补偿模块对每帧图像进行数据补偿，将每帧图像数据按照整1KB数据补齐，不够的填充空闲数据，数据上传模块将数据补偿后的图像数据通过光纤通道传输到PCIe采集卡，通过数据补偿机制可以实现无缓冲高速输出，当图像源停止工作时，最后一帧图像仍然能够完整发出，将图像数据以最高的实时性转发给PC主机，以解决现有技术中的图像采集系统数据延迟较高的问题。

技术领域

本发明涉及图像采集领域，尤其涉及一种低延时图像采集方法、装置及系统。

背景技术

随着社会的不断发展，图像采集系统在许多行业领域中扮演着非常重要的角色，如军事、安全监控、工业视觉等领域。目前，用相关的集成硬件如DSP、MCU、FPGA等对视频图像进行采集处理具有实时性好、体积小、方便使用的优点。但是当对太阳观测时，或者其他对实时性要求比较高的场合，需要实时针对运动情况做出处理，此时需要将图像数据以最快的传输速度传输给PC主机，PC主机根据不同的情况做出响应。这就需要图像采集具有极低的延迟特性，并且图像数据不能在采集系统中留有缓存。MCU是微控制器，主要用于控制系统，工作频率比较低，对于图像的高速数据流不能及时处理。DSP主要是为快速实现各种数字信号处理算法而专门设计的具有特殊结构的微处理器，本质上同MCU一样都是串行执行指令，也不能满足高实时性的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种低延时图像采集方法、装置及系统，以解决现有技术中的图像采集系统数据延迟较高的问题。

本发明是这样实现的：本发明公开了一种低延时图像采集方法，包括如下步骤：

接收工业相机发送的图像数据；

对图像数据进行解析打包；

对每帧图像进行数据补偿；

将数据补偿后的图像数据通过光纤通道传输到PCIe采集卡。

将每帧图像数据按照设定字节数N进行分割封帧中所述的设定字节数N为1KB。这个值是由DMA大小确定的，将每帧图像数据按照设定字节数N进行分割封帧中所述的设定字节数N与PCIe采集卡内部使用的DMA设置的值相同。优选地，DMA设置的值为1KB。该值如果取得较大，等待时间就越长相应的就会增加延时。该值如果较小的话，就会增加传输的次数，从而造成抖动增加。设置为1KB，最后经过验证一帧图像得延时稳定在12us左右，但是有抖动现象，最大延时45us左右。

进一步地，对每帧图像进行数据补偿，具体包括：

数据接收模块将接收到的图像数据暂存入接收FIFO当中，数据补偿模块判断接收FIFO内的数据量是否达到设定字节数N，如果达到，则读出接收FIFO内的设定字节数N的数据，写入到发送FIFO中，并且包计数器f_cnt加1，如此重复，直到f_cnt等于预设的X值，此时代表接收FIFO内的数据为该帧图像数据的尾部部分，进入到填充数据的状态，然后判断接收FIFO内的数据量是否达到预设的Y字节，如果接收FIFO内的数据量达到Y字节，代表该帧图像的最后一部分数据已经接收完毕，读出接收FIFO内的Y字节数据并且补充数据达到设定字节数N后写入到发送FIFO中，实现每帧图像的数据补偿，并且将f_cnt清零，同时回到空闲状态，等待下一帧图像进入接收FIFO，重复上述步骤，所述数据上传模块用于判断发送FIFO内是否有数据，只要判定该发送FIFO非空，则读出发送FIFO内的设定字节数N的数据进行发送。

进入到填充数据的状态后，如果接收FIFO内的数据量达到预设的Y字节，代表该帧图像的最后一部分数据已经接收完毕。经过判断，如果接收完毕则把该部分数据读出来，由于该部分不够1KB，所以需要填充够1KB。如果不达到预设的Y字节，则等待，直到这部分数据接收完毕。