一种小型化高速实时图像采编与存储装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种小型化高速实时图像采编与存储装置，目的是解决现有高速相机记录的图像时间较短，且存在体积庞大、结构复杂、可靠性低的问题。其特征在于，包括图像采编单元和数据存储单元；图像采编单元的输入端与相机连接，输出端通过LVDS数据线与数据存储单元的输入端连接；数据存储单元的输出端与上位机连接。本实用新型专利技术采用单块SATA接口固态硬盘进行存储，平均存储速度可达90MB/s，可实现分辨率为644x484、帧率为240帧/s的长达60分钟的图像存储。与以往图像采集存储设备相比，该图像采编与存储装置具有存储速度快、数据下载速度快、体积小、功耗低、抗冲击、抗震动等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及图像处理
，具体涉及一种小型化高速实时图像采编与存储装置。
技术介绍
近年来，在某些飞行器飞行试验中，需要对高速图像进行长时间采集与存储，同时要求设备小型化、低功耗，并能够适应高冲击与振动环境。但是随着高速相机的帧频不断提高，其输出的数据量也不断增大，给高速图像的传输和存储带来很大挑战。目前大多数高速相机采用Camera Link接口，常用的高速图像采集方法是先将图像存储至高速相机或计算机内部的大缓存，然后再将缓存中的图像记录至计算机硬盘中，但是由于缓存容量的限制，这种方式只能记录很短时间的图像。高速图像实时无损记录存储回放装置(专利号CN 102098562B)，可以达到很高的存储带宽，但是体积庞大、结构复杂，依然依赖于计算机，无法实现小型化、低功耗以及抗震动、抗冲击的要求。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有高速相机记录的图像时间较短，且存在体积庞大、结构复杂、可靠性低的问题，提供了一种能将Camera Link接口高速相机输出的图像进行长时间高速实时采集、编码与存储，事后可通过千兆以太网接口将数据上传至计算机，并且小型化、低功耗、能够适应高冲击与振动环境的小型化高速实时图像采编与存储装置。本技术是这样实现的：一种小型化高速实时图像采编与存储装置，包括图像采编单元和数据存储单元；图像采编单元的输入端与相机连接，输出端通过LVDS数据线与数据存储单元的输入端连接；数据存储单元的输出端与上位机连接。如上所述的图像采编单元包括Camera Link接口模块、图像编码模块和LVDS数据发送模块；Camera Link接口模块的输入端与相机连接，输出端与图像编码模块的输入端连接；图像编码模块的输出端与LVDS数据发送模块的输入端连接；LVDS数据发送模块的输入端与数据存储单元的输入端连接。如上所述的图像采编单元采用XILINX公司制造的XC6SLX45T型FPGA实现。如上所述的数据存储单元包括核心处理芯片、Flash配置芯片、第一缓存芯片、第二缓存芯片、转接芯片、SATA接口固态硬盘、千兆以太网接口和备用通信端口；核心处理芯片与图像采编单元的输出端连接，千兆以太网接口和备用通信端口分别与上位机连接；Flash配置芯片、第一缓存芯片、第二缓存芯片、转接芯片、千兆以太网接口和备用通信端口分别连接在核心处理芯片的外部；转接芯片还与SATA接口固态硬盘连接。如上所述的核心处理芯片采用XILINX公司制造的XC6SLX45T型FPGA实现；Flash配置芯片采用WINBOND公司生产的W25Q64BVF芯片实现；第一缓存芯片和第二缓存芯片均采用MICRON公司生产的MT41J64M16型DDR3SDRAM芯片实现；转接芯片采用JMH330S芯片实现；SATA接口固态硬盘采用三星公司生产的840PRO硬盘实现；千兆以太网接口采用RJ45接口和MARVELL公司生产的88E1111芯片共同实现；备用通信端口采用RS422接口实现。本技术的有益效果是：本技术包括图像采编单元和数据存储单元。本技术采用单块SATA接口固态硬盘进行存储，平均存储速度可达90MB/s，可实现分辨率为644x484、帧率为240帧/s的长达60分钟的图像存储。与以往图像采集存储设备相比，该图像采编与存储装置具有存储速度快、数据下载速度快、体积小、功耗低、抗冲击、抗震动等特点，可应用于航空、航天等高速、高可靠性要求的图像记录领域，具有广阔的应用前景和良好的经济效益。附图说明图1是本技术的一种小型化高速实时图像采编与存储装置的结构图；图2是本技术一种小型化高速实时图像采编与存储装置的图像采编单元的结构图；图3是本技术一种小型化高速实时图像采编与存储装置的数据存储单元的结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行进一步描述。如图1所示，一种小型化高速实时图像采编与存储装置，包括图像采编单元和数据存储单元。图像采编单元的输入端与相机连接，输出端通过LVDS数据线与数据存储单元的输入端连接。数据存储单元的输出端与上位机连接。图像采编单元用于采集相机发送的图像数据，将图像数据转换为数据存储单元识别的数据格式，随后将数据发送给数据存储单元。数据存储单元接收图像采编单元发送的图像数据，将数据进行存储，随后将存储后的数据发送给上位机。如图2所示，图像采编单元包括Camera Link接口模块、图像编码模块和LVDS数据发送模块。Camera Link接口模块的输入端与相机连接，输出端与图像编码模块的输入端连接。图像编码模块的输出端与LVDS数据发送模块的输入端连接。LVDS数据发送模块的输入端与数据存储单元的输入端连接。Camera Link接口模块接收相机输出的LVDS高速串行图像数据信号，将LVDS高速串行图像数据信号转换为并行图像数据信号，将并行图像数据信号发送给图像编码模块。图像编码模块接收Camera Link接口模块发送的并行图像数据信号，对并行图像数据信号进行图像帧编码和数据帧编码，用于匹配数据存储单元的数据格式，并方便事后对图像进行恢复，将编码后的数据信号发送给LVDS数据发送模块。LVDS数据发送模块接收图像编码模块发送的编码后的数据信号，将编码后的数据信号串行化，将串行化后的编码后数据信号发送给数据存储单元。在本实施例中，图像采编单元采用XILINX公司制造的XC6SLX45T型FPGA实现。如图3所示，数据存储单元包括核心处理芯片、Flash配置芯片、第一缓存芯片、第二缓存芯片、转接芯片、SATA接口固态硬盘、千兆以太网接口和备用通信端口。核心处理芯片与图像采编单元的输出端连接，千兆以太网接口和备用通信端口分别与上位机连接。Flash配置芯片、第一缓存芯片、第二缓存芯片、转接芯片、千兆以太网接口和备用通信端口分别连接在核心处理芯片的外部。转接芯片还与SATA接口固态硬盘连接。核心处理芯片从Flash配置芯片中加载并启动，进入工作状态。核心处理芯片通过千兆以太网接口和备用通信端口分别与上位机连接，可接收上位机发出的数据存储指令和数据下载指令。当数据存储时，核心处理芯片接收图像采编单元发送的串行化后的编码后数据信号，将该信号转换为并行数据信号，将并行数据信号缓存至第一缓存芯片。核心处理芯片读取第一缓存芯片中的并行数据信号，将并行数据信号发送给转接芯片。转接芯片接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型化高速实时图像采编与存储装置，其特征在于：它包括图像采编单元和数据存储单元；图像采编单元的输入端与相机连接，输出端通过LVDS数据线与数据存储单元的输入端连接；数据存储单元的输出端与上位机连接。

【技术特征摘要】
1.一种小型化高速实时图像采编与存储装置，其特征在于：它包括图像采编
单元和数据存储单元；图像采编单元的输入端与相机连接，输出端通过LVDS
数据线与数据存储单元的输入端连接；数据存储单元的输出端与上位机连接。
2.根据权利要求1所述的小型化高速实时图像采编与存储装置，其特征在
于：所述的图像采编单元包括Camera Link接口模块、图像编码模块和LVDS数
据发送模块；Camera Link接口模块的输入端与相机连接，输出端与图像编码模
块的输入端连接；图像编码模块的输出端与LVDS数据发送模块的输入端连接；
LVDS数据发送模块的输入端与数据存储单元的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的小型化高速实时图像采编与存储装置，其特征在
于：所述的图像采编单元采用XILINX公司制造的XC6SLX45T型FPGA实现。
4.根据权利要求1所述的小型化高速实时图像采编与存储装置，其特征在
于：所述的数据存储单元包括核心处理芯片、Flash配置芯片、第一缓存芯片、
第二缓存芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海波，王晓斌，吴瑞斌，邱伟，师培峰，
申请(专利权)人：北京航天斯达科技有限公司，天津航天瑞莱科技有限公司，北京强度环境研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11