在智能化技術(shù)快速發(fā)展當(dāng)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(jìn)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(jī)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(jī)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(zhǔn)確性和算法的有效性,。

一,、相機(jī)組成

相機(jī)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(jī)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(jìn)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(fù)責(zé)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(fù)責(zé)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(jī)與外部設(shè)備（如計算機(jī)）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(jī)有USB接口相機(jī)，以太網(wǎng)接口相機(jī)和車載Fakra相機(jī)等。每種相機(jī)都有其特點(diǎn)和應(yīng)用場景,。比如,，USB免驅(qū)相機(jī)具備其即插即用和便攜性的特點(diǎn)，以太網(wǎng)接口相機(jī)則以具備高幀率和網(wǎng)絡(luò)連接能力,，車載相機(jī)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(jī)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(jī)采集與測試方案

多源相機(jī)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(jī)進(jìn)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(jìn)行測試。

在實際運(yùn)用過程中,，可以了解到每種相機(jī)都對應(yīng)有自己的SDK包,，比如USB免驅(qū)相機(jī)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(jī),，采集數(shù)據(jù)與實時可視化？每種相機(jī)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(jī)打上有效的時間戳？

針對這些難題,，我們推出一種多源相機(jī)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(jī)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(jī),，工業(yè)面陣相機(jī)和iDS以太網(wǎng)相機(jī)等SDK,。對算法組件進(jìn)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(jī)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(jī)的采集流程都映射成一個組件,，可以有效的對其進(jìn)行各種參數(shù)配置,。此外，在與可視化組件和存儲組件進(jìn)行數(shù)據(jù)連接,，最終可實現(xiàn)多相機(jī)的快速集成與可視化采集,。

圖5 相機(jī)采集工程

圖6 相機(jī)采集工程運(yùn)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(diǎn)擊Help,，可以快速查看Usb Camera Capture組件的使用手冊，包括環(huán)境準(zhǔn)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(jī)的掛載結(jié)點(diǎn)，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(jī)采集工程

圖9 2路相機(jī)采集工程運(yùn)行

通過相機(jī)采集的數(shù)據(jù)與算法組件結(jié)合，可以進(jìn)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(jī)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(yùn)行

四,、結(jié)語

多源相機(jī)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(jī)的快速集成和數(shù)據(jù)采集,，同時保證了算法測試的準(zhǔn)確性和實時性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)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,。