[实用新型]一种颗粒图像实时处理系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种颗粒图像实时处理系统。

【背景技术】

目前市面上已有成熟的图像处理技术。目前图像处理芯片可以做到对高清图像(典型分辨率为1920*1080，帧率为60fps)实时地编码、解码。然而现有软硬件技术，对于同一级别分辨率但更高帧率的图像的实时处理则存在不足。瞬时海量数据的传输、存储和信息提取是主要面临的问题。

颗粒识别和数据传输是很多流体量测和目标识别(如生物检测)的基础。比如传统的PIV(Particle Image Velocimetry)仪器图像的采集和后期的数据处理、可视化是分开的。这些传统的颗粒识别虽然可以进行高速摄像(大于200fps)，但是，由于数据量巨大，很难在线实时处理数据，从而存在潜在的局限，如仪器安装不便、信息处理不及时等，尤其对远程监控带来不便。

【发明内容】

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种颗粒图像实时处理系统和方法，从而容易实现远程实时在线监控颗粒。

一种颗粒图像实时处理系统，包括：高速相机、图像采集电路、FPGA电路、第一DSP电路和第二DSP电路；所述图像采集电路分别与所述高速相机与所述FPGA电路电连接，第一DSP电路和第二DSP电路分别与所述FPGA电路电连接；

所述高速相机用于拍摄原始颗粒图像；

所述图像采集电路用于从所述高速相机中采集所述原始颗粒图像；

所述FPGA电路用于从所述图像采集电路中获取所述原始颗粒图像，并对所述原始颗粒图像进行降噪和二值化处理得到第一颗粒图像，所述FPGA电路将所述第一颗粒图像发送给所述第一DSP电路；

所述第一DSP电路用于对所述第一颗粒图像进行颗粒识别和跟踪处理得到第一颗粒信息和第二颗粒图像，所述第一DSP电路将所述第二颗粒图像和第一颗粒信息发送给所述第二DSP电路；

所述第二DSP电路用于根据所述第一颗粒信息对所述第二颗粒图像进行图像处理得到包括颗粒大小、颗粒形状、颗粒位置、颗粒浓度和颗粒速度的第二颗粒信息，所述第二DSP电路将所述第二颗粒信息发送给所述FPGA电路。

所述FPGA电路用于将所述第二颗粒信息存储在本地存储器内。

本实用新型的有益效果是：经过本方案的处理后，得到的最终数据量能够比高速相机采集到的图像数据量降低两个数量级，为原始图像的1/100左右，数据量大大降低，使得系统得到的数据的本地存储和实时网络传输成为可能，并可由远程主机进一步归档、可视化。

该系统充分利用高速相机的性能又克服传统颗粒识别(PIV等)仪器安装布置的不便，再加上灵活的数据传输、存储方式，使得PIV技术能轻便、灵活地运用于更广泛领域。

整个图像处理系统输出的是提取后的关键信息(颗粒大小、形状、位置、浓度、速度等)，可供后续深入分析及可视化表达。由于该系统功能完备，可以独立安装部署，在极端环境监测(如海底、高空)和高清实时监控等方面有重大应用价值。

本方案结合后端软件还可以用于生物检测等其它多种目的。

【附图说明】

图1是本实用新型一种实施例的颗粒图像实时处理系统示意图。

【具体实施方式】

以下对实用新型的较佳实施例作进一步详细说明。

如图1所示，一种实施例的颗粒图像实时处理系统，包括：高速相机、图像采集电路、FPGA电路、第一DSP电路、第二DSP电路、网络模块和远程控制主机。

所述高速相机用于拍摄颗粒图像，在一个实施例中，高速相机的拍摄速度为500fps。

所述图像采集电路用于从所述高速相机中采集所述颗粒图像。

所述FPGA电路用于从所述图像采集电路中获取所述颗粒图像，并对所述颗粒图像进行第一图像处理(预处理)，得到第一颗粒图像，所述FPGA电路将所述第一颗粒图像发送给所述第一DSP电路；

所述第一DSP电路用于对所述第一颗粒图像进行第二图像处理，得到第一颗粒信息和第二颗粒图像，所述第二图像处理包括颗粒识别和跟踪，所述第一DSP电路将所述第二颗粒图像和第一颗粒信息发送给所述第二DSP电路。每个DSP可以具有多个核心，可以并行处理每帧颗粒图像。

颗粒识别和跟踪是比较成熟的技术，目前具有多种不同的算法，本实施例可以采用PIV算法进行颗粒识别和跟踪。