图像采集卡:视觉系统控制中心

图像采集卡是稳健、高速图像采集和信号控制的关键组件之一。图像采集板的核心 FPGA 处理器可确保实时处理大量图像数据。

接口多样

适用于 CoaXPress 和Camera Link

FPGA处理器

允许使用高级语言处理大量数据

减少CPU负载

高效的图像预处理降低了数据量

带宽高达 50 Gbps

允许联合处理高数据速率和高分辨率

实时图像处理

得益于具有确定性延迟的图像和触发处理

不同的信号变体

用于图像采集卡、相机和组件之间的信号控制

 

图像采集卡上的图像预处理

使用图像采集卡图像预处理可以加速计算密集型算法，提高应用程序性能，并降低 CPU 负载。数据吞吐量的增加使得能够有效处理具有非常高分辨率和带宽的图像数据，从而提高图像评估的准确性和鲁棒性。例如，这使得深度学习在我们的图像采集卡上使用定制的神经网络 (CNN)。图像采集卡上的图像预处理是图像处理过程中的核心中间步骤，从相机采集图像到图像采集卡中的处理以及主机 PC 中的结果输出。它确保图像数据针对相应的应用进行优化，安全传输，并且在后续处理中不会丢失单个图像，以保证平稳运行。图像预处理的目的是准备数据，以简化进一步的处理步骤并减轻主机PC 中的处理负载。

这包括更好的图像可视化，以强调某些不太明显或对进一步处理（界定区域、分割和特征提取）很重要的属性或结构。这通常基于整个原始图像。这还包括根据图像内容自动选择图像区域和 JPEG 图像压缩 。预处理中使用的处理步骤始终取决于相机传感器的现有图像质量。这些步骤在图像采集卡的 FPGA 处理器上执行，也在其他视觉硬件（例如相机本身、视觉传感器或嵌入式系统）上执行。对于 USB3 Vision 和GigE Vision 等不需要图像采集卡的相机接口或嵌入式系统，预处理直接在相机和传感器中进行。当 GigE Vision 等相机接口或计算机接口仅传输有限数量的数据或使用计算能力较低的嵌入式系统时，它始终是必要的。通过减少相机中已有的数据量，可以缩短传输和分析的持续时间，从而提高应用程序的吞吐量。

图像采集卡扩展了预处理

图像采集卡对于 CoaXPress、Camera Link 和 Camera Link HS 等许多相机接口来说是必需的，并且对于实时要求或大数据量来说是不可或缺的。它可以直接在 FPGA 上进行更广泛的预处理。如果图像处理系统采用标准图像采集卡，则通常包括高质量去拜耳、查找表 (LUT) 和镜像等预处理，具体取决于应用。借助可编程图像采集卡，可能性更加丰富：

坏点补偿

白平衡

阴影校正

平场校正

删除模糊区域

通过平均或使用不同的滤波器（例如平滑滤波器）来减少图像中的噪声

高动态范围 (HDR) 可补偿图像中太亮或太暗的区域

几何校正以标准化结构的形状，例如通过仿射变换

增加对比度，例如在图像采集期间使用查找表 (LUT) 以及直方图展平或拉伸

色彩空间转换

过滤

稳健、加速且高效的图像处理

总而言之，图像预处理可确保加速计算密集型算法并提高应用程序性能。此外，它通过增加数据吞吐量来确保有效地处理具有非常高分辨率和带宽的图像数据，以提高图像分析的准确性和鲁棒性。可以安全地传输高速相机的全部带宽，同时减轻主机 PC 的CPU 和后续分析软件的负担。