在智能化技術(shù)快速發(fā)展當下,，圖像數(shù)據(jù)的采集與處理逐漸成為自動駕駛,、工業(yè)等領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)。高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)采集與算法集成測試都是確保系統(tǒng)性能和可靠性的關(guān)鍵,。隨著技術(shù)的不斷進步,，對于圖像數(shù)據(jù)的采集、處理和分析的需求日益增長,，這不僅要求我們擁有高性能的相機硬件,，還要求我們能夠高效地集成和測試各種算法。

我們探索了一種多源相機數(shù)據(jù)采集與算法集成測試方案,，能夠滿足不同應(yīng)用場景下對圖像采集和算法測試的多樣化需求,，確保數(shù)據(jù)的準確性和算法的有效性。

一,、相機組成

相機一般由鏡頭(Lens),，圖像傳感器(Image Sensor)，圖像信號處理器(Image Signal Processor, ISP),，接口組成,。

圖 1 相機基本結(jié)構(gòu)

（1）鏡頭：用于聚焦光線，將視野中的物體投射到成像介質(zhì)表面,，鏡頭的光圈決定了進光量的大小,，F(xiàn)OV（Field-of-View）決定了視野范圍的寬度。

（2）圖像傳感器：負責將光子轉(zhuǎn)化為電信號,，Sensor上的像素數(shù)量越多,，清晰度就越高。像素的尺寸越大,，感光能力就越好,。

（3）ISP：負責將傳感器捕捉到的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的數(shù)字圖像，包括完成去馬賽克,，白平衡,，色彩校正等功能。

（4）接口：是相機與外部設(shè)備（如計算機）之間信息交流的通道,，包括完成數(shù)據(jù)傳輸,、供電和控制信號輸出等。

在實際應(yīng)用中,，常見的相機有USB接口相機,，以太網(wǎng)接口相機和車載Fakra相機等。每種相機都有其特點和應(yīng)用場景,。比如,，USB免驅(qū)相機具備其即插即用和便攜性的特點,，以太網(wǎng)接口相機則以具備高幀率和網(wǎng)絡(luò)連接能力，車載相機具備高穩(wěn)定性和長距離傳輸?shù)哪芰Α?/p>

由于不同的應(yīng)用場景對圖像采集與算法測試的要求各異,，例如自動駕駛,、工業(yè)檢測、交通監(jiān)控等,，它們對圖像的分辨率,、幀率、傳輸距離和算法部署效果等有著不同的需求,。因此,，需要不同類型的相機來滿足這些多樣化的數(shù)據(jù)采集與算法測試需求。

二,、多源相機采集與測試方案

多源相機的數(shù)據(jù)采集與算法測試,，需要根據(jù)實際應(yīng)用情況對各種相機進行不同的參數(shù)（比如分辨率，幀率）等配置,，并根據(jù)不同來源數(shù)據(jù)有效結(jié)合算法部分進行測試,。

在實際運用過程中，可以了解到每種相機都對應(yīng)有自己的SDK包,，比如USB免驅(qū)相機V4L2 API,。但常常常會遇到一些問題，比如如何有效集成每種相機,，采集數(shù)據(jù)與實時可視化,？每種相機的多個設(shè)備又如何快速同時驅(qū)動采集,？在車端應(yīng)用場景中,，如何對不同類型相機打上有效的時間戳？

針對這些難題,，我們推出一種多源相機數(shù)據(jù)采集與算法集成測試方案,。結(jié)合康謀的BRICKplus/BRICK2硬件采集平臺與ADTF軟件框架，可以快速集成多源相機并實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與算法測試,。

圖 2 BRICKplus/BRICK2

圖 3 ADTF軟件

軟件方面,，采用模塊化的插件設(shè)計模式，集成了USB免驅(qū)相機,，工業(yè)面陣相機和iDS以太網(wǎng)相機等SDK,。對算法組件進行接口封裝和測試結(jié)果輸出。

圖4 軟件框架

對于不同類型的傳感器,，其數(shù)據(jù)采集流程大體包括打開設(shè)備,、設(shè)置相機參數(shù)和格式、申請內(nèi)存緩沖區(qū),、驅(qū)動視頻流和圖像循環(huán)采集等步驟,。通過模塊化的設(shè)計理念,，將每種相機的采集流程都映射成一個組件，可以有效的對其進行各種參數(shù)配置,。此外,，在與可視化組件和存儲組件進行數(shù)據(jù)連接，最終可實現(xiàn)多相機的快速集成與可視化采集,。

圖5 相機采集工程

圖6 相機采集工程運行

三,、應(yīng)用案例分享

在軟件界面右側(cè)Streaming Source Details那欄中，可以點擊Help,，可以快速查看Usb Camera Capture組件的使用手冊,，包括環(huán)境準備，組件信息以及工程案例搭建使用,。

圖7 組件使用手冊

比如,，在MV Camera Capture組件的Properties欄中可以查看到組件配置的屬性?？梢栽O(shè)置相機的掛載結(jié)點,，曝光時間，幀率以及圖像采集模式,。其中圖像采集模式分為采集模式和灰度模式,，MONO8為灰度圖像，RGB8為彩色圖像,。

圖8 2路相機采集工程

圖9 2路相機采集工程運行

通過相機采集的數(shù)據(jù)與算法組件結(jié)合,，可以進行算法的測試。比如,，通過集成Usb Camera Capture組件,、Face Detection組件、Qt5 Video Display組件和Qt5 Meida Description Display,，可以快速實現(xiàn)一路相機采集與算法測試工程,。

圖10 人臉識別算法工程

圖11 人臉識別算法工程運行

四、結(jié)語

多源相機數(shù)據(jù)采集與算法集成測試方案提供了一種高效,、靈活的解決方案,。通過康謀的BRICKplus/BRICK2硬件采集平臺與ADTF軟件框架的結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)多源相機的快速集成和數(shù)據(jù)采集,，同時保證了算法測試的準確性和實時性,。隨著技術(shù)的不斷進步，我們將繼續(xù)探索和優(yōu)化這一方案,，以適應(yīng)未來更加復(fù)雜和多變的應(yīng)用需求,。