1、高速图像存储系统及应用高速图像存储系统及应用AOS摄像存储系统及StreamPix存储软件介绍为什么需要高速数字图像 运动分析需要更多的过程图像 传统的模拟摄像机的速度不能满足要求 25、 30FPS的采集速度丢失了太多的过程信息 模拟摄像机输出的图像质量不能满足要求 PAL和 NTSC隔行扫描工作方式的局限 图像易被干扰 像素串扰影响图像的品质需要更高的图像分辨率 早期的高速采集产品仅提供 100x100大小的图像 模拟视频标准只能提供 640480 或768576 的分辨率 图像分析需要更多包含细节信息的原始图像 逐行扫描的数字面阵可以提供 130万、 200万、 300万、 500万或更
2、高的分辨率 线阵摄像机可以支持 4080、 8160甚至更高的行分辨率高速图像方案的应用领域 科学研究 粒子运动状态的分析 爆炸理论研究 昆虫或动物仿生研究 高水平运动员的训练辅助 军事领域 武器运行和使用时的可靠性分析 新武器或装甲材料的评估 关键过程分析 车辆撞击过程及相应安全保护措施的分析 发动机高速运转到崩溃时的过程分析 火箭发动机点火的瞬间过程分析必须存储吗？ 高速采集使帧图像之间的时间间隔非常小 500FPS高速摄像机的帧间隔只有 2ms 有些方案甚至需要 1000FPS以上的采集速度 通常基于 PC的图像处理算法不能在如此短的时间内完成 实时处理会造成丢帧也就失去了高速采集的意义
3、 只有少数的专用硬件（并行 DSP）可以进行实时处理 大部分情况下，采集到的图像必须先存储下来，然后再分析如何存储？ 灰度图像 8、 10、 12 、 16bit 的原始数据 彩色图像 8 bit Raw 原始数据，非 RGB数据 RGB 24 bit 数据量是 Bayer 8 bit的 3 倍，如果保存需要更多的空间并消耗更多的时间 原始数据还是压缩数据 通常保存为原始数据，细节信息更丰富 压缩算法需要时间，可能造成丢帧系统构造的困难 传输的带宽限制 普通 PCI理论带宽只有 133MBytes/Sec 高分高速数据量都很大，如 PIKE F-505B/C，2458205415FPS ，每秒
4、数据量2458205415=75MBytes/Sec 保存空间的限制 不压缩的图像数据量很大 保存介质的速度限制 通常 IDE硬盘的平均写入速度只有 20MBytes/Sec 通常 SCSI 160硬盘的平均写入速度是 38MBytes/Sec 海量数据的检索和分析几种典型系统的架构 独立摄像机构成系统 单个摄像机既完成整个采集存储功能，无需 PC支持 数字高速摄像机和大容量帧存图像卡 摄像机将采集到的图像直接保存到图像卡的大容量帧存上 数字摄像机和普通图像卡，使用 PC机内存保存图像 摄像机通过图像卡将采集到的图像直接保存到主机内存中 使用 PC的硬盘或 RAID（磁盘阵列） 数字摄像机将采集到的图像直接写入到主机的硬盘或磁盘阵列上独立摄像机的方案 优点 体积小，重量轻 安装方便 使用简单 运行可靠，可工作在恶劣环境下（ 100G下） 可脱离 PC独立工作 缺点 可选择的产品型号较少 存储空间有限 典型系统 瑞士的 AOS公司的 X-Platform系列摄像机PC机内存和图像采集卡的方案 优点 可选择多种型号的摄像机（需图像卡支持） 系统造价低，安装操作简单 缺点 受系统带宽限制 受主机性能限制，某些主机板芯片组性能太差会造成数据丢失 存储空间相对有限 典型系统 PerkinElmer SB2040摄像机 + EPIX PIXCI EL1图像卡 + EPIX XCAP软件
