高速图像采集存储方案介绍
随着科技的发展，高速运动物体的研究越来越深入，丰富的过程图像和完整的细节信息越来越被关注。高分辨率，高帧率的摄像机的应用越来越广。随之，大数据量的图像存储成为备受关注的难题。
北京汇众思壮图像技术有限公司综合公司技术实力，结合机器视觉应用领域特点，提出了适合不同应用的高速存储系统解决方案。
一、基于摄像机内存的独立摄像机存储方案
方案简介：
这是一种存储图像数据到摄像机内存的方案。摄像机机身自带存储空间，摄像机高速采集图像，存储到摄像机内存，待采集结束后，再将图像数据导出到计算机中。目前，汇众思壮提供不同系列的高速一体式相机有基于内存的独立摄像机存储方案。摄像机通过千兆网接口连接到计算机，也可脱离计算机独立工作。支持多摄像机系统。
方案结构 ：
系统由高速摄像机和笔记本电脑组成。
高速一体式摄像机型号选择：
支持的摄像机品牌 大分辨率高帧率
IDT Y3系列 1280*1024@6000fps
IDT Y4系列 1024*1024@5100fps
IDT Y5系列 2336*1728@730fps
IDT Y7系列 1920*1080@9000fps
IDTNX系列 1280*1024@2500ps
IDT Y7系列 1920*1080@9000fps
优势：
－ 体积小巧，安装方便，结构紧凑，操作简单，运行可靠
– 外形坚固，抗冲击性强，可工作在恶劣环境下（100G下）
– 内置可充电电池，可脱离计算机独立工作
– 扩展性好，可自由选择配件
应用领域：
－ 汽车碰撞实验，或其它有震动，挤压，灰尘高湿等严酷的工作环境
– 工业应用，如机械设备和产品装配线的安装和装配，及后续故障排除等
– 科研应用，机械，电子和工艺学、材料应力测试、医学研究、运动分析
二、基于计算机PCIE插卡的高速Flash存储卡解决方案
方案简介：
该方案是将高速摄像机采集的大量图像数据传输到计算机，并存储到基于PCIE形式的高速Flash 存储介质上。
Flash存储卡可提供高达1700MB/s的数据传输带宽和70,000的IOPS，与一个完整的中型磁盘阵列不相上下，而它的低功耗、模块化设计带来的低廉维护成本却是磁盘阵列所无法比拟的；针对数据可靠性要求极高的企业可以提供更加完善的数据保护机制包括紧急掉电保护、数据可靠销毁等功能，从而保证客户的数据固若金汤。
除高速磁盘外，系统还需要一款高速图像记录软件HighStore高速图像采集存储软件。该软件由北京汇众思壮图像技术有限公司自主开发，专门用于实时记录数字视频到计算机硬盘或其它存储介质中。HighStore支持从CameraLink，USB，GigE等不同接口的摄像获取数据，每秒多支持650MB数据直接存储到计算机存储介质。
方案结构 ：
该方案中系统由高速相机，镜头，高性能PC机（含采集记录模块和高速存储模块以及回放解析模块）、显示器、三角支架组成。
系统优势：
● 系统支持任何CameraLink接口，千兆网接口工业相机
● 系统可支持1-8个高速相机（单台PC机可支持CameraLink Base接口2-4个，千兆网可支持1-8）
● 系统可实现高650MB/S 数据流量实时采集、显示存储；
● 系统可灵活控制采集存储开始结束时间；
● 256GB~2TB大容量可选；
● 系统配置灵活，升级简单
支持的摄像机品牌 支持采集卡
Baumer 、Basler、Dalsa、Teli、Viewworks等 Silicion software， Matrox图像采集卡
应用领域：
－交通运输，适合长时间拍摄高速图像、存储应用
– 工业应用，如机械设备和产品装配线的安装和装配，及后续故障排除等
– 科研应用，机械，电子和工艺学、材料应力测试、医学研究、运动分析
基于计算机存储卡方案选型，请注意以下几方面：
-- 摄像机的选择
摄像机在满足分辨率，帧率等要求外，要确保摄像机总数据量小于650MB/s。大于650MB/s时，尽量选择基于摄像机内存的存储解决方案。
多摄像机存储系统中，尽量选择CPU占有率低的摄像机。例如Camera Link接口摄像机。
-- 存储服务器的选择
计算机资源（CPU，内存等）要满足全部摄像机的运行需求。
主板的扩展槽要足够多，满足摄像机接口卡，存储卡，显卡等需求。
-- 存储卡的选择
为了存储系统的稳定性，PCIE插槽写入速度平均可达850MB以上。
理论上，磁盘所需容量=摄像机总数据量(Byte)/s *存储时间(s)
摄像机总数据量(Byte) ＝ 图像宽度×图像高度×（图像位深数/8）×帧率
方案选型举例：
一视觉系统要1台HXC13摄像机，摄像机分辨率为1280*1024，采集8bit图像时高500fps。需要一套存储方案来支持摄像机采集并实现图像数据的不丢帧存储。
每个摄像机数据量：1280×1024（8/8）×500＝650 MB/s
数据总量：650 MB/s×1200s（采集存储时间约为20分钟）＝761GB
即存储系统选择1TB容量存储卡即可，卡总线为PCI-E 8X
主板共需要1个PCI-E 8X和1个PCI-E 4X。
三、基于JPEG实时压缩数据采集存储系统解决方案
方案简介：
这是一种高速图像实时采集，实时硬件压缩存储解决方案。该方案在尽可能满足分辨率的情况下通过设置有损压缩比参数或者无损压缩的模式经过硬件直接压缩CameraLink高速相机产生的数据，可以大大减小存储数据容量，系统完全可以不采用高速数据采集卡，大幅降低硬件成本，缩小硬件体积；适合不要求长时间存储非原始数据的应用领域。
该方案中CameraLink 接口高速摄像机输出的数据直接和JPEG压缩盒相连，图像数据经过压缩盒压缩，压缩后的数据通过千兆网将直接输出到PC机进行实时解压、实时显示和实时存储。
方案结构 ：
系统优势 ：
● 系统支持任何CameraLink接口高分辨率高速工业线阵、面阵相机；
● 系统提供无损压缩和有损压缩两种模式，有损压缩时可设置压缩比，压缩数据每秒高可达480MB像素；
● 系统数据输出使用千兆网接口，有效解决了CameraLink线传输距离短的瓶颈；
● 系统完全可以不采用高速数据采集卡，大幅降低硬件成本，缩小硬件体积，完全满足便携要求。
应用领域：
－轨道交通，适合长时间拍摄高速图像、存储应用，非原始数据应用领域
– 科研应用，机械，电子和工艺学、材料应力测试、医学研究、运动分析
四、嵌入式高速图像采集存储系统
方案简介：
这是一种脱离PC机的嵌入式存储方案。该系统可实现1路或多路CameraLink或Gige接口彩色/黑白相机、多路PAL制式彩色相机视频同步采集、实时显示，并将由摄像机采集到的高速视频数据实时存储到嵌入式系统的存储介质。
系统由工业相机、嵌入式系统以及连接电缆组成，工业相机可以是CamerLink、Gige接口，可以提供1路到6路相机选择。工业相机输出的图像数据直接和嵌入式系统相连，通过嵌入式系统控制按钮可以直接存储到嵌入式系统存储介质上。存储介质使用插拔式接口，可方便用户拆卸。嵌入式系统也提供一路千兆网输出，可将工业相机显示图像实时显示到显示屏。
方案结构 ：
系统优势 ：
● 系统1-6个千兆网相机，或是1-6个CameraLink Base相机；
● 系统容量可128GB-1TB选择；
● 系统采用可拆卸式硬盘连接装置，硬盘可方便拆卸；
● 系统可通过千兆网线输出每路相机采集图像数据。
● 系统采用航插连接件，可承受-40°，抗震、防尘等恶劣环境。
应用领域：
－轨道交通，适合长时间拍摄高速图像、存储应用，非原始数据应用领域
– 科研应用，机械，电子和工艺学、材料应力测试、医学研究、运动分析
