一种基于GigE Vision的多路图像采集系统设计
机载GigE Vision高清影像采集记录技术研究
机载GigE Vision高清影像采集记录技术研究作者：张杰张虎龙邹强来源：《现代电子技术》2013年第10期摘要：在运八型飞机飞行流场测试课题中为了达到对机体不同部位的丝带进行高清影像采集记录的目的⁃在试验过程中设计了基于GigE Vision接口标准的多路高清机载视频采集记录方案⁃在机载测试环境下实现了双路1 080P高清视频的实时采集、传输、压缩与记录。
同时将IRIG⁃B时间精确同步技术引入高清视频采集系统中⁃实现了拍摄画面与测试系统的精确同步功能。
在此详细介绍了机载视频采集记录系统的主要设计内容以及实现方法⁃并结合具体飞行试验⁃对研究成果进行了验证和应用说明。
关键词： GigE Vision；高清影像；视频采集；飞行试验中图分类号： TN911⁃34；TP333.4 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）10⁃0045⁃040 引言随着高分辨数字摄像机技术的不断发展，在科研试飞中胶片式摄像机已经逐步退出了历史舞台，机载数字摄像机分辨率的不断提升是技术发展必然趋势[1⁃2]。
在近几年的科研试飞过程中，机载高分辨率数字摄像机所获取的高清晰度数字视频已经在很大程度上带来了测量精度的提高和视觉效果的改善。
但机载高分辨数字视频本身数据量大，对其进行实时传输与采集压缩是一项亟待解决的课题。
以运八飞机流场测试课题中的应用为例，1套数字视频采集设备需要对分辨率为1 600×1 200像素、帧频为30 f/s、时长为240 min的2路数字视频进行传输与采集，单路传输所需的数据率接近为83 MB/s，传输距离接近30 m，采集2路的未压缩视频的数据量大于800 GB，对此，存在两个方面的问题需要解决：（1）需要一种兼顾传输速率、传输距离的视频接口标准；（2）需要一种高效的视频编解码技术以实现高分辨率数字视频的压缩采集。
本文针对以上两个问题，结合实际应用环境对GigE Vision和H.264技术进行了相关研究，旨在研制出一种满足机载测试条件的基于GigE Vision接口标准的高清影像视频采集记录系统，解决高清数字视频长距离传输过程中存在的信号衰减问题，探索出一种高效的视频编解码技术，实现多路高清数字视频的采集压缩记录以及回放显示，并在飞行试验过程中提供满足地面监控所需的遥测下传视频图像。
视频记录仪
多功能四路GigE Vision同步记录设备的设计上海凯视力成信息科技1．概述本设备为一款嵌入式GigE Vsion接口相机的四路同步记录、实时预览、同步回放、网络传输、图像预处置、图像处置等多功能设备。
其设计之目的，在于知足下面的应用：应用方案一：如以下图所示，支持四路GigE Vision相机图像的同步记录、实时预览、同步回放、网络传输。
记录的数据格式能够是原始数据或紧缩数据，紧缩算法标准支持H.264、MJPEG、JPEG等，并为每路摄像机提供同步触发信号，和同意外部传感器触发信号，支持面阵和线阵摄像机。
每路均有一枚性能壮大的支持浮点定点运算的高清多媒体数字视频处置器（DSP），可供用户植入特定的图像预处置算法，乃至特定应用的机械视觉算法。
图像紧缩并非占用DSP资源。
应用方案二：如以下图所示，网络应用，基于Gige Vision Recorder组成一个工作站，每一个工作站完成四路GigE Vision相机的同步预录、记录、实时预览、同步回放、图像预处置、图像分析处置等功能，然后通过GigE网络将图像数据传至中央处置运算机系统。
每一个工作站工作状态受控于中央处置运算机。
上海凯视力成信息科技本设备的意义在于：（1）GigE Vision相机是基于GigE网络，因此，若是多个相机应历时，这些相机遇共享一个1G带宽，因此降低了运算机取得图像的帧率或分辨率，为了解决那个问题，从而又显现了多网口的GigE Vision 帧捕捉卡（而本来GigE Vision的一个优势确实是取消帧捕捉卡）。
本设备多路图像的同步预录、记录及预处置功能，完全取代GigE Vision捕捉卡的功能，并使得机械视觉处置运算机在图像捕捉和预处置方面的负担近一步降低且与路数无关，同时保证了处置的实时性。
（2）机械视觉处置运算机若是要实现高清图像的实时同步记录并非是件很容易的情形，除增加研发的周期和精力外，还会使得处置运算机CPU的负担更进一步加重。
基于Nios Ⅱ和GigE Vision的图像采集系统
关 键 词 ：Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ；千 兆 以 太 网 ； Ｇｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ； 图 像 采 集
中 图分 类 号 ：ＴＰ ７ ５ ２
文 献 标 识 码 ：Ａ
国 家 标 准 学 科 分 类 代 码 ：５ １ ０ ． ４ ０ ５ ０
Ｉ ｍａ ｇ ｅ ａ ｃ ｑｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ ａ ｎ ｄ Ｇｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
软 核 处 理 器 Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ 以 采 集 千 兆 以 太 网 工 业 相 机 中 的 图 像 数 据 。详 细 阐述 了该 视 频 采 集 系 统 的 设 计 方 案 ， 研 究 了其 中 的 关键 技 术 ， 实 现 了以 太 网 的驱 动 程 序 ， 解 析 了千 兆 以 太 网 相 机 标 准 通 信 协 议 Ｇｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ 。实 验 结 果 表 明 该 系 统 能
电
子
测
量
技
术
第 ３ ６卷 第 ４期
２ ０ １ ３ 年 ４月
ＥＩ ＥＣＴＲＯＮＩ Ｃ Ｍ ＥＡＳ ＵＲＥＭ ＥＮＴ ＴＥＣＨ ＮＯＩ ＯＧＹ
基 于 Ｎｉ ｏ ｓ Ｉ Ｉ和 Ｇ ｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ的 图像 采 集 系统 ＊
熊如 刚 闰 连 山 赵 明 杰
Ｘｉ ｏ ｎ ｇ ｕ ｇ ａ ｎ ｇ Ｙａ ｎ Ｉ ｉ ａ ｎ ｓ ｈ ａ ｎ Ｚ ｈ ａ ｏ Ｍｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ｅ
4-1 基于创龙C66x平台GigE工业相机图像采集案例 平台简介1
创龙C66x平台GigE工业相机图像采集案例简介前言：创龙●基于TI C66x DSP和Xilinx FPGA的CameraLink机器视觉案例#NAME?→架构：TI TMS320C66x DSP + Xilinx Artix-7/Kintex-7 FPGA→平台：（1）TL6678F-EasyEVM（2）TL6678-EasyEVM + TL-K7FMC（3）TL665xF- EasyEVM（4）TL665x-EasyEVM + TL-A7HSAD→模块：（1）TL288AP CameraLink视频采集卡（2）CameraLink工业相机→应用领域：工业检测，机器视觉，目标追踪目录1 平台简介 32 GigE Vision简介错误!未定义书签。
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更多帮助错误!未定义书签。
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TL6678-EasyEVM是一款基于广州创龙TI KeyStone C66x多核定点/浮点TMS320C667 8核心板SOM-TL6678设计的高端DSP开发板，底板采用沉金无铅工艺的4层板设计，它为用户提供了SOM-TL6678核心板的测试平台，用于快速评估SOM-TL6678核心板的整体性能。
SOM-TL6678引出CPU全部资源信号引脚，二次开发极其容易，客户只需要专注上层运用，降低了开发难度和时间成本，让产品快速上市，及时抢占市场先机。
不仅提供丰富的Demo程序，还提供DSP核间通信开发教程，全面的技术支持，协助客户进行底板设计和调试以及多核软件开发。
1基于创龙C66x平台GigE工业相机图像采集案例平台简介 开发平台：TL6678-EasyEVM；开发环境：CCSv5.5；DSP系统：SYS/BIOS 6.37.5.35；网络协议栈：NDK 2.21.2.23；GigE相机：Balser acA640-120gm；采集帧率：30fps。
基于GigE Vision和DM6467的高清图像采集系统的设计
基于GigE Vision和DM6467的高清图像采集系统的设计作者：胡峻来源：《电子技术与软件工程》2015年第08期摘要高清图像是在进行数字图像处理时处理精度提高的基础。
本文在TI公司高性能数字图像处理芯片DM6467的嵌入式系统平台上实现了基于GigE Vision的高清图像采集系统。
本文针对高清图像的大数据的特点进行系统硬件电路的设计，并对GigE Vision协议进行解析，采用ARM内核配合DMA的方式实现了高清图像的采集。
系统表明，本系统具有采集的图像清晰度高，采集图像速度快，集成化，小型化等特点。
【关键词】嵌入式高清图像图像采集 DM6467 GigE Vision1 引言随着图像处理技术、计算机网络通信技术与多媒体技术的不断成熟与发展，图像采集系统在医疗、军事、生物特征识别、机器视觉、遥感测量等领域中被大量应用。
图像采集系统正在往高清化、大数据化方向发展，系统采集图像的质量高低直接影响后续图像处理结果的准确性，因此获得高分辨率的图像对于图像处理十分重要。
传统的图像采集系统一般由计算机和图像采集卡组成，此类系统成本较高，功耗较大。
随着最近几年嵌入式行业的高速发展，众多低功耗，高性能的数字多媒体芯片——如TI公司的达芬奇系列和OMAP系列芯片——逐渐被应用，从前使用计算机配合图像采集卡的图像采集系统慢慢被嵌入式系统所替代。
基于此背景，本文设计了一种基于GigE Vision和DM6467的高清图像采集系统，该系统采用美国TI公司生产的达芬奇（DaVinci）系列高性能图像处理芯片DM6467作为核心处理器，配合新一代的图像采集传输协议Gige Vision完成高清图像数据的采集。
2 系统总体设计2.1 系统方案设计TI公司推出的DM6467芯片是双核处理器，芯片内集成了32位ARM9构架的ARM926EJ-S内核和32位C64+构架的DSP内核，ARM内核与DSP内核采用无缝连接方式，极大地提升了采集数据与处理数据的交换性能。
基于SOPC技术的GigE接口X光图像采集系统
基于SOPC技术的GigE接口X光图像采集系统张小佩;吕卫;刘立;刘庆庆【期刊名称】《电视技术》【年(卷),期】2012(036)015【摘要】设计并实现了一个医学成像设备专用的千兆以太网接口X光图像采集系统.该设计采用SOPC技术,使用Altera公司的三速以太网IP核和自定义以太网打包模块,实现了千兆以太网传输.测试表明,该系统性能稳定,传输速度高,有效地满足了X光机系统的要求.%A medical imaging device dedicated X-ray image capture system with Gigabit Ethernet interface is implemented in this paper. Based on SOPC technique,a Gigabit Ethernet transmission is achieved with Altera's Triple-Speed Ethernet IP core and customized Ethernet packet encapsulating module. Tests show that the system meets the system requirements of X-ray machine effectively with its stable performance and high transmission speed.【总页数】4页(P43-46)【作者】张小佩;吕卫;刘立;刘庆庆【作者单位】天津大学,电视与图像信息研究所,天津300072;天津大学,电视与图像信息研究所,天津300072;天津大学,电子信息工程学院,天津300072;天津大学,电子信息工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TN919.6【相关文献】1.PCIe-GIE62：GigE Vision接口高速图像采集卡 [J],2.凌华推出首款GigE Vision接口高速图像采集卡 [J],3.凌华科技领先同行推出首款GigE^TM Vision接口高速图像采集卡 [J],4.GigE Vision接口高速图像采集卡PCIe—GIE62 [J],5.凌华科技—GigE^(TM) Vision接口高速图像采集卡 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多通道高速图像采集系统设计
收稿日期：2020-04-02作者简介：李军旗（1986-），男，吉林桦甸人，硕士研究生，主要研究方向为光电信号与图像处理.E-mail ：****************.com第35卷第3期2020年6月光电技术应用ELECTRO-OPTIC TECHNOLOGY APPLICATIONV ol.35，No.3June ，2020随着军用领域对红外成像技术的应用需求日渐提高，提升图像采集系统的通道数量、处理速度和存储容量等能力尤为重要。
同时，高速光纤传输、ARINC818标准航空电子数字视频总线和高速大容量存储器等技术日益成熟，已广泛应用于各型装备。
基于图像采集系统高速、大容量的特点[2]，系统采用DSP 、FPGA 、SOC 和PCIE 等关键技术对分辨率1280×1024、帧频100Hz 和位宽16bit 的图像信息进行处理判别、终端送显和数据存储。
图像信息通过4路光纤输入，通过DSP 对图像数据进行算法处理，通过FPGA 实现高速图像接收及视频协议转换，通过SOC 创建文件系统，将图像数据存储在标准PCIE 接口的高速大容量可拆卸存储卡中。
·信号与信息处理·多通道高速图像采集系统设计李军旗1，雷宏1，张大利2（1.中国电子科技集团公司光电研究院，天津300308；2.陆装驻天津地区航空军事代表室，天津300308）摘要：随着图像传感器分辨率和视频帧数的提高，图像采集系统也向着更高速的方向发展。
在工业控制、交通监控、军事、医学、航天等各方面，图像采集系统都有着广泛应用[1]，传统的硬件设计思路难以满足设备集成化、轻量化及模块化等应用背景，提升系统核心处理能力需求凸显，对高速图像采集系统的研究具有实用意义。
系统采用基于国产化FPGA+DSP 的架构设计，核心器件FPGA 选用SMQ7K325T ，DSP 选用FT-M6678，SOC 选用FMQL45T900，存储外设兼容PCIexpress2.0基础规范。
基于GigE Vision和DM6467的高清图像采集系统的设计
Ｇｉ ｇ ＥＶｉ ｓ ｉ ｏ ｎ是 基 于 干 兆 以 太 网 的 图 像
高清 图像 是 在 进行 数 字 图像
处 理 时 处 理 精 度 提 高 的 基 础 。 本 文在 Ｔ Ｉ 公 司 高性 能数字 图像处 理
频率为 ５ ０ ０ ＭＨｚ ，内部包 含一个协 处理器 ，能
采 集技 术，硬 件 电路 需要支 持千 兆 以太 网的
ｍａ ｇ ｅ＆Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｍｅ ｄ ｉ ａ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 图像与多媒体技术
基于 Ｇｉ ｇ Ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ和 Ｄ Ｍ ６ ４ ６ ７的高清 图像采 集系统的设 计
文／ 胡 峻
换性 能 。ＡＲ Ｍ９ ２ ６ Ｅ Ｊ — Ｓ采用 Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ机 制 ，时钟
【 关键词 】嵌入式 高清图 像 图像采集 Ｄ Ｍ ６ ４ ６ ７
Ｇｉ ｇ Ｅ Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
在 Ｄ Ｍ６ ４ ６ ７中 主要 负 责对 数据 进 行 处理 。在
Ｃ６ ４ ｘ ＋ ＤＳ Ｐ中 ， 用 户 可 以使 用 Ｔ Ｉ 公 司 提 供 的
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ） 等 多 种接 口。Ａ Ｘ８ ８ １ ８ ０是 一款 高 性 能 的 Ｎｏ ｎ ． Ｐ Ｃ Ｉ 千兆 以太网 ＭＡＣ控制器 ，采用
专业图像处理算法库 Ｉ ＭＧ Ｌ Ｉ Ｂ快速 地开发出性 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． ３ ／ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． ３ ｕ ／ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． ３ ａ ｂ标准。该
能高效的图像处理算法 。 芯 片 由于 其 Ｎｏ ｎ — Ｐ Ｃ Ｉ 的 特 性 适 用 于 嵌 入 式 系 统 的设 计 。 ＤＭ６ ４ ６ ７采 用 总 线 方 式 与 ＭＡＣ 器 件 Ａ Ｘ８ ８ １ ８ ０相 连 ， 该 总 线 由控 制 信 号 线 、 数 据
一种基于FPGA的Gige Vision接口图像传输系统与方法[发明专利]
专利名称：一种基于FPGA的Gige Vision接口图像传输系统与方法
专利类型：发明专利
发明人：易清明,陈若峰,石敏
申请号：CN201811029173.0
申请日：20180905
公开号：CN109089029A
公开日：
20181225
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于FPGA的Gige Vision接口图像传输系统与方法，包括图像传感器、上位机、局域千兆以太网络、基于Gige接口的嵌入式图像采集设备，其中基于Gige接口的嵌入式图像采集设备为系统的核心设备，包括FPGA芯片、PHY芯片；其中FPGA信号输入端与图像传感器输出信号端连接；FPGA与PHY芯片互相信号连接；PHY芯片与RJ45接口互相连接，RJ45接口通过网线与PC上位机相连接。
本发明实现的基于FPGA与Gige接口的图像采集嵌入式系统，传输效率高、传输距离远，且对比起工业界中同类的IP核，具有占用逻辑资源较少、硬件需求较低等优点。
申请人：暨南大学
地址：510632 广东省广州市天河区黄埔大道西601号
国籍：CN
代理机构：广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：李斌
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基于计算机视觉的多摄像头交通监控系统设计
基于计算机视觉的多摄像头交通监控系统设计随着城市化进程不断加快，人们的出行方式开始多样化，交通状况复杂多变，如何保障道路交通的安全与畅通成为了一个重要的问题。
而基于计算机视觉的多摄像头交通监控系统的出现，大大提升了交通管理水平，为保障道路安全与畅通提供了有效手段。
一、系统概述基于计算机视觉的多摄像头交通监控系统主要由多个摄像头、视频处理设备和中央控制器组成。
它通过摄像头获取实时道路交通数据，并将数据传输到中央控制器进行处理和分析，从而实现对道路交通情况的监控与管理。
二、系统设计1、摄像头选择在设计多摄像头交通监控系统时，首先需要对摄像头进行合理选择。
摄像头应该选择像素高、拍摄角度广、抗干扰能力强且易于安装、维护的型号。
同时应该根据交通流量和道路宽度的大小来决定摄像头的数量和位置，以保证监控的全面性和准确性。
2、视频处理技术视频处理技术是基于计算机视觉的多摄像头交通监控系统不可缺少的重要组成部分。
通过对道路交通视频进行处理，可以提取出车辆数量、车辆速度、车辆大小等信息，从而对交通流量进行统计和分析。
而在处理视频数据的过程中，应注意运用现代图像处理算法，如边缘检测、分割和识别等技术，以提高监控效果和精度。
3、中央控制器中央控制器是多摄像头交通监控系统的重要组成部分，它负责对道路交通数据进行采集、分析、处理和存储，从而实现对交通状况的监控和管理。
在中央控制器的设计中，应考虑到数据传输的稳定性和实时性，以及数据的保密性和安全性等因素。
三、系统优势1、提高交通效率通过多摄像头交通监控系统的实时监控，在道路交通拥堵、交通事故、车辆违章行为等情况发生时，可以及时采取有效的措施，加速道路畅通，提高交通效率。
2、保障道路安全多摄像头交通监控系统能够精确记录道路上出行车辆的运行轨迹并实时监测不安全状况，如疏导道路上异常停放的车辆，提醒车辆行驶时注意慢行等措施，从而加强道路交通的安全监管，降低交通事故率。
3、提高交通治理的效率基于计算机视觉的多摄像头交通监控系统采用智能交通技术实现了一系列优化措施，通过自动化、智能化和系统化的管理，提高了交通治理的效率，使交通监管更加科学精准，更加合理有效。
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图１ 图像采集系统总体方案图
8台GigE接口的CCD相机通过双绞线连接至2台带有
PoE功能的千兆网交换机，交换机再通过双绞线连接至工业
计算机双端口千兆网卡上构成千兆以太网络。
计算机可通过
千兆以太网络控制CCD相机，同时，CCD相机通过千兆以
太网络将采集到的图像实时传输给工业计算机。
其中摄像头
供电方面采用最新的PoE技术，同一根以太网电缆上既可传
输数据，又能为相机供电，大大简化了多路图像采集系统结
构，降低了安装与维护成本。
系统控制模块，是一款客户端
应用程序，主要,基于相机提供的SDK开发，用于控制多相
机系统、图像数据的传输以及存储和显示。
４ 基于Ｇｉｇ Ｅ Ｖｉｓｉｏｎ的多路图像采集系统硬件组成
4.1 12M/CG-E数字式CCD相机
本系统中，根据分辨率和视场等要求选择深圳敏茂电子
生产的12M/CG-E数字式面阵CCD工业相机。
该相机分辨
率较高，其采集到的数据以数字信号的形式输出，其主要性
图２ 相机ＩＰ配置
5.2 带宽分配
千兆以太网最大可用带宽为125 MB，本系统中共8台
GigE接口CCD相机，每4台工业相机接入一台千兆网交换机，
然后接入双端口千兆网卡，共享125 MB/s带宽，则每台相
机带宽不能超过31 MB/s。
相机数据输出速率计算公式为：
B=r×f
图３ 系统软件流程图。