[发明专利]一种图像处理装置、方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像采集和处理技术领域，更具体地说，涉及一种图像处理装置、方法及系统。

背景技术

随着机器视觉技术的高速发展，以线阵相机为代表的高速相机得到了广泛的应用。高速相机的信号输出接口以标配Camera Link接口居多，信号输出速率可达到Gbps(1Gbps为每秒1204兆位)级别。

针对高速相机输出的Gbps级别的图像信号的处理，现有主流的图像信号处理方式如下：与高速相机配套的图像采集卡采集高速相机输出的图像信号，将采集后的图像信号传输给主机，主机可以为工控机或服务器，主机根据预置图像处理软件进行后续的图像处理。由于主机的主频有限，一台主机往往无法满足Gbps级别的图像信号处理的需求，因此现有技术使用多台主机甚至采用硬盘阵列进行配合，来实现Gbps级别的图像信号处理。然而，这种图像信号处理方式所采用的图像信号处理设备过多，图像信号处理成本高，且主机预置的图像处理软件依赖于主机的操作系统，当主机操作系统出现故障时，图像处理软件将无法使用，影响图像信号的正常处理，图像信号处理的可靠性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种图像处理装置、方法及系统，以解决现有技术图像处理成本高及图像处理的可靠性较差的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种图像处理装置，包括：图像采集卡和现场可编程门列阵FPGA处理器；

所述图像采集卡包括：

第一接口，用于接收高速相机输出的图像信号；

图像信号转换模块，用于将所述第一接口接收的图像信号，由串行的低压差分信号LVDS转换为并行的晶体管-晶体管逻辑电平TTL信号，或互补金属氧化物半导体CMOS信号；

第二接口，用于将所述图像信号转换模块转换后的图像信号传送给所述FPGA处理器；

所述FPGA处理器包括：

第三接口，用于接收所述第二接口传送的经过信号转换的图像信号；

图像信号处理模块，用于将所述经过信号转换的图像信号进行并行处理。

优选的，所述第二接口，还用于接收所述FPGA处理器输出的控制信号；

所述图像采集卡还包括：

控制信号转换模块，用于将所述第二接口接收的所述FPGA处理器输出的控制信号，由并行的TTL信号或CMOS信号转换为串行的LVDS信号；

所述第一接口，还用于将所述控制信号转换模块转换后的控制信号传输至所述高速相机。

优选的，所述图像信号转换模块包括：用于提取所述图像信号转换模块中的像素时钟信号的锁相回路PLL；；

所述图像采集卡还包括：

电源滤波隔离模块，用于将图像采集卡的工作电源去耦和滤波，将去耦和滤波后的工作电源提供给所述PLL的电源。

优选的，所述FPGA处理器还包括：

双口内存电路，用于将所述第三接口接收的经过信号转换的图像信号进行缓存处理，将缓存后的图像信号传送给所述图像信号处理模块，以便所述图像信号处理模块将所述经过信号转换的图像信号进行并行处理。

优选的，所述第二接口为镭目通用接口RGI接口。

优选的，所述图像采集卡与所述FPGA处理器为板卡结构，所述图像采集卡与所述FPGA处理器相插接。

本发明实施例还提供一种图像处理方法，所述方法基于上述所述图像处理装置，所述方法包括：

图像采集卡接收高速相机输出的图像信号；

所述图像采集卡将所述高速相机输出的图像信号由串行的低压差分信号LVDS转换为并行的晶体管-晶体管逻辑电平TTL信号，或互补金属氧化物半导体CMOS信号；

所述图像采集卡将经过信号转换的图像信号传输给现场可编程门列阵FPGA处理器，以便所述FPGA处理器将接收的经过信号转换的图像信号进行并行处理。

优选的，所述方法还包括：

图像采集卡接收所述FPGA处理器输出的控制信号，将所述FPGA处理器输出的控制信号由并行的TTL信号或CMOS信号转换为串行的LVDS信号，将转换后的控制信号传送给所述高速相机。

优选的，所述方法还包括：

所述FPGA处理器缓存接收到的经过信号转换的图像信号，将缓存后的图像信号进行并行处理。

本发明实施例还提供一种图像处理系统，包括：

上述所述的图像处理装置；

与上述所述图像处理装置相连，接收并行处理后的图像信号的主机。