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01/17
2022
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大恒图像 | 基于FPGA的图像实时压缩存储
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2022-01-17 17:16:27来源: 中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司

隧道检测、公路检测、路况分析等需要对数据保存后分析,但往往这些检测的存储时间会比较长,由于图像数据量庞大,无压缩存储要求对硬盘容量和写入速度提出了更高的要求,单纯靠添加硬盘的容量和提高写入速度不太现实。根据此现状,大恒图像提供了一套基于FPAG的硬压缩方案,具有使用灵活、集成度高、效率高等优点。

隧道检测


方案需求

1)  15到20台200万分辨率的网口相机,帧率45fps以上;

2)  实时压缩;

3)  在得到压缩图像的同时保留相机原图;

4)  存储时间一小时以上。


方案概述

JPEG编码过程是在采集卡的FPGA上完成的,属于硬压缩,边传输图像边压缩,不会拖慢图像传输速度,可在输出压缩数据的同时输出原图(也可不输出,根据需求而定)。JPEG解码过程是在PC机上完成的,提供现有接口函数,可直接使用,如下图所示。同时,压缩比参数可以开放给用户,方便用户在使用过程中随时调节。

JPEG编码和解码

一块采集卡可连接2-3台相机,视采集卡接口、相机图像大小和FPGA资源而定。本案例因为需要原图输出,所以一块采集卡连接2台相机,每个PC机插入3块采集卡,即一台PC最多连接6台相机。3-4台PC机即可满足用户的参数需求。


方案优势

1)  CPU资源占用率低。

2)  压缩比可控,一般工业应用压缩比在70%~80%。同时,压缩比可以上调至90%以上以满足更高的应用需求。

3)  适合长时间压缩,相同时间下降低了磁盘容量。

4)  黑白相机和彩色相机均可压缩,压缩的数据量视具体使用情况而定。


方案展示

经过测试,压缩比为80%可满足用户的需求。压缩后的图像小于100KB。下图为200万分辨率的图像在经过不同压缩比后的图像大小对比,供参考:

不同压缩比对应图像所占空间大小

注:JPEG压缩为有损压缩。



客户定制服务


如果您也有类似的需求却无从开展,大恒图像可以提供一对一的定制化服务,我们的工程师可以为您在架设、开发、部署等多个关键节点提供解决方案,帮助您解决问题。