友思特技术 | FPGA:以每秒千兆像素的速度进行图像处理
高级视觉系统如3D成像、虚拟现实依赖于高分辨率高速相机,需要实时处理和压缩大量数据。开放式FPGA架构允许开发者定制采集路径和嵌入图像处理算法,借助Gidel的ProcVision IDE等开发工具,降低了FPGA开发的难度,视觉系统设计者能实现高性能低成本的千兆像素方案。
提供视觉和成像应用所需的核心基础设施
从即插即用高性能采集卡到包括采集、开放式FPGA图像处理和灵活的自定义相机接口的完整系统解决方案
支持Camera LinkBase、Medium、Full、Deca、Dual-base模式
专为高带宽而设计,结合了高达25 Gb/s的采集速率、PCIe Gen.3 x8主机接口、高达16 Gb的图像缓冲区、实时压缩和ROI以提高带宽利用率
友思特 Camera Link 图像采集卡 HawkEye-CL 提供视觉和成像应用所需的核心基础设施,来满足不同应用场景的需求,从即插即用高性能采集卡到包括采集、开放式FPGA图像处理和灵活的自定义相机接口的完整系统解决方案。
HawkEye-CL符合Camera Link修订版2.0,并支持80位Camera Link模式,包括10 taps/8bit和8bit/10taps模式。 HawkEye-CL系列基于PCIe Gen 3 x8,可提供无CPU的超快速主机吞吐量。 高达16 GB的巨大数据缓冲区增强了功能强大的Arria 10 FPGA的采集带宽和图像处理能力。
在汽车制造和质量检测中,Camera Link采集卡可实现高带宽、低延迟的图像传输,
确保实时监控和缺陷检测。例如,在车载多相机系统中,利用Camera Link采集卡
可实现多路视频数据的同步采集和实时处理,提升车辆的环境感知能力。
在军事和航空航天领域,Camera Link采集卡可用于高速图像采集和处理,
满足实时监控、目标识别和数据分析的需求。其高带宽特性适用于高速相机的数据传输,
确保关键任务的可靠性和精确性。
在医学成像和科研领域,Camera Link采集卡可支持高分辨率相机的数据采集,
满足显微镜成像、细胞分析等高精度要求。其高带宽和低延迟特性确保了
图像的清晰度和实时性,助力医学诊断和科学研究。
在交通监控和运输系统中,Camera Link采集卡可用于高速摄像机的数据采集,
满足实时交通监控、车牌识别和违章检测等需求。
其高带宽特性支持大数据量的传输和处理,确保系统的高效运行。
友思特FPGA图像采集卡根据前端相机接口不同,也会有不同接口类型,如CameraLink、CoaXPress、10GigE Vision等。采集路径根据需求不同可分为两路:
1)纯图像采集:前端相机经过数据接口将图像传输至采集卡,经过板载的IP进行协议解析后,由上位机软件ProcFG/Infinivision控制,经PCIe上送到主机内存中。
2)采集+FPGA预处理(Altera Airra 10):相机图像经过采集卡上IP核解析后,送入到板上的FPGA芯片,加入到用户自定义的图像处理IP中。
经用户IP处理完成后的图像,会保存在板载内存中,上位机软件ProcFG/Infinivision发出控制指令后,经PCIe上送到主机内存中。
根据用户实际应用需求差异,提供两类上位机采集软件,各自功能有:
ProcFG GUI/API:
ProcFG支持多种相机,包括不同的视觉标准图像采集,
提供实时ROI采集、动态多ROI区域采集和GenICam支持。
InfiniVision GUI/API:
该软件实现从多达100个相机同步采集,可以采集不同帧数据大小的数据流,
为图像应用增加了另一个灵活性维度。同时采集路径允许添加数据处理模块,
如ISP(图像信号处理)和压缩,并将多相机同步数据加入到高度紧凑的帧中,
例如采样时间、帧号、位置等。
友思特预处理功能FPGA图像采集卡,以Altera Airra 10 FPGA芯片为载体,Intel Quartus开发工具。
同时友思特提供便于用户快捷开发的ProcVision套件,极大减少用户开发时间。套件中的Gidel ProcWizard能够自动生成HDL和C++代码(以及接口文档)的功能,
使软件和硬件工程师能够共享相同的接口和数据库。生成的软件可以通过HawkEye板与生成的硬件设计进行直观的通信。
在视觉系统的图像传输过程中,由于芯片老化畸变、信号/网络干扰等原因,通常会产生噪声,使图像质量降低,影响处理功能。因此需对图像进行一些滤波、增强等预处理,Gidel提供一套在FPGA上开发,验证,演示和ISP完全可定制的图像采集和处理系统。改善用户图像质量,保持图像细节,提升视觉系统稳定性。
图中为对薄膜检测中各类划痕等缺陷进行ROI区域提取:
在高分辨率、高帧率的视觉传输系统中,往往会因为硬件端的某些限制阻碍了一个高精尖系统的正常传输。
比如大靶面的图像超过了帧缓存、比如后端软件的处理速度低于传输的帧率、PCIe限制了传输的带宽等等,
通过友思特FPGA图像采集卡的预处理能力可以消除上述限制,搭建一个稳健的视觉系统,
通过帧分割创建多路虚拟的图像数据流,并与软件端有效交互,大大降低了高帧率(500fps+)场景下后端软件处理速度的压力,提高系统稳定性。
无损压缩对比(压缩比率1 : 3.x)
不同光照下LCD屏压缩对比(压缩率1 : 2.x)
特征 | 规格 |
相机接口 | CameraLink:Base、Medium、Full、Deca、Dual-Base |
采集速率 | 25Gb/s |
主机接口 | PCIe ×8 Gen.3 |
图像格式 | Mono,Bayer,RGBA(8、10、12、14和16bit/color) RGB(8、10和12bit/color) |
板载内存 | 1-16GB |
连接器 | 2 × SDR26(mini Camera Link) VGA15-pin(GPIO) |
GPIO | RS422、光耦、LVTTL、30V 0.9A |
FPGA | Altera Airra 10 FPGA |
采集软件 | ProcFG和InfiniVision(GUI、API、示例代码) |
生态系统 | 1. ProcVision套件用于视觉流程的定制 2. Proc Dev套件用于自动生成应用程序支持包和FPGA上的高效开发 3. 图像压缩和解压缩IP 4. InfiniVision软件用于多相机采集和同步 5. 支持GenlCam GenTL API 6. 支持MVTec HalconTM机器视觉软件 |
认证 | RoHS、ISO、Conflict Minerals |
高级视觉系统如3D成像、虚拟现实依赖于高分辨率高速相机,需要实时处理和压缩大量数据。开放式FPGA架构允许开发者定制采集路径和嵌入图像处理算法,借助Gidel的ProcVision IDE等开发工具,降低了FPGA开发的难度,视觉系统设计者能实现高性能低成本的千兆像素方案。
随着图像和视频数据在现代应用中的广泛使用,有效的数据处理和传输变得至关重要。友思特 Gidel采集卡引入了基于FPGA的IP开发功能,旨在实时压缩传入的图像和视频数据。这项技术具有多种压缩模式,包括实时JPEG压缩和无损压缩,可根据不同应用的需求进行灵活配置。
Proc10A™系统是基于Altera强大的Arria 10 FPGA的灵活、高性能、低功耗的FPGA平台。由OpenCL、HLS和Gidel的创新开发工具支持,可以实现基于C和HDL设计的高生产率。
作为专注于机器视觉和光电检测解决方案的供应商,友思特致力于为您提供一系列该产品相关的付费技术服务,旨在以最具成本效益的方式助力您的项目成功。如您需要该产品相关的技术服务,请联系我们!
按需进行样品测试与效果评估验证
全方位覆盖硬件产品使用的各环节
帮助您迅速掌握软件使用技巧
根据您的需求制定完整集成解决方案
双端口10gb帧捕获和图像处理系统
从2 x 10 GigE链接抓取,支持多相机,支持链接聚合,PCIe x8第3代
支持CoaXPress 2.0采集
通过4个cXp-12/6链路从多达4个cXp摄像机抓取,带宽高达50gb/s
高带宽CoaXPress抓取和图像处理
从8条CXP-6链路抓取最多8个CoaXPress摄像头
超高性能的实时处理Stratix
从4 × 100GigE链路抓取,支持多摄像头,支持链路聚合,无帧丢失
产品配套技术支持与付费服务,为您驱动项目无限可能
相较于竞品,我们的图像采集卡具备以下显著优势:
1. 高性能的FPGA加速
2. 卓越的灵活性和可编程性
3. 低延迟的数据处理
4. 可轻松扩展的功能
5. 强大的高分辨率支持
6. 多通道和多模式操作能力
7. 全面的软件支持和开发工具
图像采集卡内置了英特尔Arris 10系列的芯片,编译应用软件是Quartus II。
实际上,Rev.1、Rev.2、Rev.3以及未来的Rev.4版本的I/O接口都是一样的,软件手册对应位置的描述是错误的。这些版本的HawkEye都采用相同的I/O接口配置,没有区别。
图像采集卡上的FPGA(现场可编程门阵列)能够实现多种功能,包括图像预处理、数据处理、数据传输以及控制等。以下是一些常见的图像预处理操作:
1.图像滤波
2.图像增强
3.图像裁剪和缩放
4.图像配准
5.压缩和编码
6.帧同步和时间戳生成
支持像素格式:Monor,Bayer,RGBA和RGB等。图像采集卡通常是按照不同的图像采集协议(如CameraLink、CoaXPress和GigE Vision)开发的,以支持与相应协议兼容的摄像机。
机器视觉和工业自动化:
(1)用于自动化生产线上的视觉检测和质量控制任务。
(2)可用于半导体制造、电子装配和汽车工业等行业。
举例:检测产品表面缺陷、测量物体尺寸和形状。
(3)医疗影像:
用于医学影像设备,如MRI、CT扫描仪和超声设备。
(4)支持医生进行医学图像的捕获和处理。
举例:图像重建和分析,以辅助诊断。
(5)能源:
用于能源领域的数据采集和分析。
(6)支持油田勘探和电力系统监测。
举例:地震数据处理、电力网络优化。
【硬件支持】
(1)提供高质量的图像采集卡硬件,根据客户的需求和应用进行选择和配置。
(2)确保采集卡的性能和稳定性,以满足特定应用的要求。
软件驱动程序和工具:
(3)提供相应的软件驱动程序,以确保采集卡与操作系统和应用程序的兼容性。
(4)可能提供软件开发工具、API和示例代码,以帮助客户进行自定义应用开发。
技术支持:
(5)提供技术支持团队,以解决硬件和软件方面的问题。
(6)可能提供在线文档、用户手册和知识库,以帮助客户使用和维护采集卡。
【定制解决方案】
(1)根据客户的特定需求,提供定制化的硬件和软件解决方案。
(2)可以与客户合作设计满足其应用需求的采集卡和配套系统。
【培训和咨询】
(1)可能提供培训课程,以帮助客户更好地了解如何使用和配置图像采集卡。
(2)可能提供咨询服务,以帮助客户选择最适合其应用的硬件和软件配置。
更新和维护:
(3)提供固件和驱动程序的更新,以确保采集卡的性能和安全性。
(4)可能提供维护合同,以确保采集卡的长期可靠性。
信任来自日积月累的专业知识和丰富经验