圖像采集卡:視覺系統(tǒng)控制中心

圖像采集卡是穩(wěn)健、高速圖像采集和信號(hào)控制的關(guān)鍵組件之一。圖像采集板的核心 FPGA 處理器可確保實(shí)時(shí)處理大量圖像數(shù)據(jù)。

接口多樣

適用于 CoaXPress 和Camera Link

FPGA處理器

允許使用高級(jí)語言處理大量數(shù)據(jù)

減少CPU負(fù)載

高效的圖像預(yù)處理降低了數(shù)據(jù)量

帶寬高達(dá) 50 Gbps

允許聯(lián)合處理高數(shù)據(jù)速率和高分辨率

實(shí)時(shí)圖像處理

得益于具有確定性延遲的圖像和觸發(fā)處理

不同的信號(hào)變體

用于圖像采集卡、相機(jī)和組件之間的信號(hào)控制

圖像采集卡上的圖像預(yù)處理

使用圖像采集卡圖像預(yù)處理可以加速計(jì)算密集型算法，提高應(yīng)用程序性能，并降低 CPU 負(fù)載。數(shù)據(jù)吞吐量的增加使得能夠有效處理具有非常高分辨率和帶寬的圖像數(shù)據(jù)，從而提高圖像評(píng)估的準(zhǔn)確性和魯棒性。例如，這使得深度學(xué)習(xí)在我們的圖像采集卡上使用定制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (CNN)。圖像采集卡上的圖像預(yù)處理是圖像處理過程中的核心中間步驟，從相機(jī)采集圖像到圖像采集卡中的處理以及主機(jī) PC 中的結(jié)果輸出。它確保圖像數(shù)據(jù)針對(duì)相應(yīng)的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，安全傳輸，并且在后續(xù)處理中不會(huì)丟失單個(gè)圖像，以保證平穩(wěn)運(yùn)行。圖像預(yù)處理的目的是準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，以簡化進(jìn)一步的處理步驟并減輕主機(jī)PC 中的處理負(fù)載。

這包括更好的圖像可視化，以強(qiáng)調(diào)某些不太明顯或?qū)M(jìn)一步處理（界定區(qū)域、分割和特征提?。┖苤匾膶傩曰蚪Y(jié)構(gòu)。這通常基于整個(gè)原始圖像。這還包括根據(jù)圖像內(nèi)容自動(dòng)選擇圖像區(qū)域和 JPEG 圖像壓縮 。預(yù)處理中使用的處理步驟始終取決于相機(jī)傳感器的現(xiàn)有圖像質(zhì)量。這些步驟在圖像采集卡的 FPGA 處理器上執(zhí)行，也在其他視覺硬件（例如相機(jī)本身、視覺傳感器或嵌入式系統(tǒng)）上執(zhí)行。對(duì)于 USB3 Vision 和GigE Vision 等不需要圖像采集卡的相機(jī)接口或嵌入式系統(tǒng)，預(yù)處理直接在相機(jī)和傳感器中進(jìn)行。當(dāng) GigE Vision 等相機(jī)接口或計(jì)算機(jī)接口僅傳輸有限數(shù)量的數(shù)據(jù)或使用計(jì)算能力較低的嵌入式系統(tǒng)時(shí)，它始終是必要的。通過減少相機(jī)中已有的數(shù)據(jù)量，可以縮短傳輸和分析的持續(xù)時(shí)間，從而提高應(yīng)用程序的吞吐量。

圖像采集卡擴(kuò)展了預(yù)處理

圖像采集卡對(duì)于 CoaXPress、Camera Link 和 Camera Link HS 等許多相機(jī)接口來說是必需的，并且對(duì)于實(shí)時(shí)要求或大數(shù)據(jù)量來說是不可或缺的。它可以直接在 FPGA 上進(jìn)行更廣泛的預(yù)處理。如果圖像處理系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)圖像采集卡，則通常包括高質(zhì)量去拜耳、查找表 (LUT) 和鏡像等預(yù)處理，具體取決于應(yīng)用。借助可編程圖像采集卡，可能性更加豐富：

壞點(diǎn)補(bǔ)償

白平衡

陰影校正

平場(chǎng)校正

刪除模糊區(qū)域

通過平均或使用不同的濾波器（例如平滑濾波器）來減少圖像中的噪聲

高動(dòng)態(tài)范圍 (HDR) 可補(bǔ)償圖像中太亮或太暗的區(qū)域

幾何校正以標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)的形狀，例如通過仿射變換

增加對(duì)比度，例如在圖像采集期間使用查找表 (LUT) 以及直方圖展平或拉伸

色彩空間轉(zhuǎn)換

過濾

穩(wěn)健、加速且高效的圖像處理

總而言之，圖像預(yù)處理可確保加速計(jì)算密集型算法并提高應(yīng)用程序性能。此外，它通過增加數(shù)據(jù)吞吐量來確保有效地處理具有非常高分辨率和帶寬的圖像數(shù)據(jù)，以提高圖像分析的準(zhǔn)確性和魯棒性?？梢园踩貍鬏敻咚傧鄼C(jī)的全部帶寬，同時(shí)減輕主機(jī) PC 的CPU 和后續(xù)分析軟件的負(fù)擔(dān)。