圖像采集卡:視覺系統控制中心

圖像采集卡是穩健、高速圖像采集和信號控制的關鍵組件之一。這些圖像采集板的核心 FPGA 處理器可確保實時處理大量圖像數據。

接口多樣

適用于 CoaXPress 和Camera Link

FPGA處理器

允許使用高級語言處理大量數據

減少CPU負載

高效的圖像預處理降低了數據量

帶寬高達 50 Gbps

允許聯合處理高數據速率和高分辨率

實時圖像處理

得益于具有確定性延遲的圖像和觸發處理

不同的信號變體

用于圖像采集卡、相機和組件之間的信號控制

圖像采集卡上的圖像預處理

使用圖像采集卡圖像預處理可以加速計算密集型算法，提高應用程序性能，并降低 CPU 負載。數據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據，從而提高圖像評估的準確性和魯棒性。例如，這使得深度學習在我們的圖像采集卡上使用定制的神經網絡 (CNN)。圖像采集卡上的圖像預處理是圖像處理過程中的核心中間步驟，從相機采集圖像到圖像采集卡中的處理以及主機 PC 中的結果輸出。它確保圖像數據針對相應的應用進行優化，安全傳輸，并且在后續處理中不會丟失單個圖像，以保證平穩運行。圖像預處理的目的是準備數據，以簡化進一步的處理步驟并減輕主機PC 中的處理負載。

這包括更好的圖像可視化，以強調某些不太明顯或對進一步處理（界定區域、分割和特征提取）很重要的屬性或結構。這通常基于整個原始圖像。這還包括根據圖像內容自動選擇圖像區域和 JPEG 圖像壓縮 。預處理中使用的處理步驟始終取決于相機傳感器的現有圖像質量。這些步驟在圖像采集卡的 FPGA 處理器上執行，也在其他視覺硬件（例如相機本身、視覺傳感器或嵌入式系統）上執行。對于 USB3 Vision 和GigE Vision 等不需要圖像采集卡的相機接口或嵌入式系統，預處理直接在相機和傳感器中進行。當 GigE Vision 等相機接口或計算機接口僅傳輸有限數量的數據或使用計算能力較低的嵌入式系統時，它始終是必要的。通過減少相機中已有的數據量，可以縮短傳輸和分析的持續時間，從而提高應用程序的吞吐量。

圖像采集卡擴展了預處理

圖像采集卡對于 CoaXPress、Camera Link 和 Camera Link HS 等許多相機接口來說是必需的，并且對于實時要求或大數據量來說是不可或缺的。它可以直接在 FPGA 上進行更廣泛的預處理。如果圖像處理系統采用標準圖像采集卡，則通常包括高質量去拜耳、查找表 (LUT) 和鏡像等預處理，具體取決于應用。借助可編程圖像采集卡，可能性更加豐富：

壞點補償

白平衡

陰影校正

平場校正

刪除模糊區域

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

高動態范圍 (HDR) 可補償圖像中太亮或太暗的區域

幾何校正以標準化結構的形狀，例如通過仿射變換

增加對比度，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

色彩空間轉換

過濾

穩健、加速且高效的圖像處理

總而言之，圖像預處理可確保加速計算密集型算法并提高應用程序性能。此外，它通過增加數據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據，以提高圖像分析的準確性和魯棒性。可以安全地傳輸高速相機的全部帶寬，同時減輕主機 PC 的CPU 和后續分析軟件的負擔。