[发明专利]一种基于Camera-link相机的通用解码和数据采集装置

说明书

本发明公开了一种基于Camera‑link相机的通用解码和数据采集装置，通过Camera‑link数据采集接口接收相机的图像数据，图像解码电路将接收到的图像数据进行解码、排序、拼接和截取还原出有效图像数据，通过修改图像解码电路中的相应参数匹配不同tap数、像素位宽和图像传输模式的Camera‑link相机以实现采集硬件的通用性，图像缓存电路将还原出的图像数据进行缓存并配合帧结束检测电路将每帧完整图像传输到发送模块中，图像靶面计算电路将计算出的图像的高度和宽度信息随一帧完整图像通过发送电路传输到PC机中；本发明在于寻找Camera‑link不同相机数据之间的相关性，实现采集卡的通用性，充分利用资源配置，以减少开发成本和时间为目的，以最短时间切换相机数据采集方案，提高采集卡的实用性。

技术领域

本发明属于图像采集和信号处理领域，提出了一种基于Camera-link相机的通用解码和数据采集装置。

背景技术

自适应光学系统是一种能够实时探测并补偿波前畸变的系统，广泛应用于天文成像、显微成像、自由空间激光通信、视网膜成像、激光光束控制等领域。自适应光学系统由波前探测器、波前控制器、波前校正器三部分构成，通常波前处理机获得波前探测器探测到的波前畸变信息计算出波前校正器的控制电压驱动变形镜补偿波前畸变。

现有的自适应光学系统多数采用Camera-link接口的图像传感器作为波前探测器来提高图像的传输速度，其优点在于实时性好，抗干扰能力强，传输带宽高。Camera-link标准的图像传输模式分为三种：Base模式、Medium模式、Full模式。但是，由于相机的种类不同传输像素的tap数(每个时钟周期传出的像素数)不同、像素位数不同、所使用的图像传输模式不同导致图像采集电路复杂而且需根据相机类型重新设计采集电路。

发明内容

本发明解决的主要技术问题是：本发明提供一种通用的Camera-link相机采集装置，主要是通过单片FPGA模块化电路设计的方式实现，只需根据相机的像素格式和图像传输模式修改相应的电路参数即可实现不同Camera-link相机的数据采集。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种基于Camera-link相机的通用解码和数据采集装置，包括：

将Camera-link接收到的数据传入到FPGA数据采集电路，在FPGA数据采集电路通过修改三种图像电路参数完成适配不同传输模式和像素格式的相机以实现Camera-link相机通用解码和数据采集，然后通过PCIE接口将有效图像数据传入到PC机中；

FPGA数据采集电路，所述FPGA数据采集电路包括：

图像解码电路，所述图像解码电路与所述Camera-link数据采集接口连接，用于对所述Camera-link数据采集接口输入的图像数据解码出有效像素数据、帧有效信号和行有效信号。

图像缓存电路，所述图像缓存电路与图像解码电路相连接，用于对解码出的有效像素数据进行缓存和跨时钟域处理；

帧结束检测电路，所述帧结束检测电路与图像缓存电路和图像解码电路相连接，用于解决跨时钟域处理造成缓存数据频率和PCIE读取时钟频率不同而造成帧结束时像素数据读出不一致的问题；

图像靶面计算电路，所述图像靶面计算电路与图像解码电路相连接，用于计算相机输出图像的高度和宽度并附加在一帧图像数据后传入到发送电路中，可以实现上位机靶面自动调节；

发送电路，所述发送电路与图像缓存电路、帧结束检测电路和图像靶面计算电路相连接，用于将相机有效像素数据和图像靶面信息通过PCIE总线传入到PC机中。

进一步地，所述图像解码电路需要根据相机的tap数、像素位宽和图像传输模式修改电路的tap、bitwidth和mode参数，有效像素数据的解码方式是根据相机的参数以及相应的排序后的整体数据进行截取。