专利名称：视频采集系统的实时数据存储方法
技术领域：
本发明涉及视频采集与处理技术，特别地，涉及一种视频采集系统的实时 数据存储方法。
背景技术：
双目、短时、高速、高分辨率的视频采集是运动分析、工业测量等领域广
泛应用的技术。例如，双目，15 30秒，1280xl024像素分辨率，每秒500帧， 就是一种常见的视频采集形式。这种情况下，每秒要实时存储的数据高达2x660 兆字节。
目前，视频采集的实时数据存储主要依赖硬盘(Hard Disk)介质。 一般的过 程为数据从相机传输到采集卡，然后被缓存在硬盘缓存中，最后写入硬盘磁 道。
然而， 一般的IDE(Integrated Device Elect皿ics)接口硬盘、SATA(Serial ATA)接口硬盘和固态硬盘(Solid State Disk)的最大内部数据传输率(Internal Data Transfer Rate)均小于每秒100兆字节。例如，WD36400硬盘给出的最大 内部数据传输率为每秒131兆比特，但如果按兆字节计算就只有每秒16.37兆 字节；采用最新MLC NAND闪存技术的X25-M固态硬盘写入速度也只有每秒70 兆字节。因此，采用一般的IDE接口硬盘、SATA接口硬盘或固态硬盘无法实现 高速视频数据的实时存储。
常见的解决方案为使用如图1所示的光纤硬盘阵列(Fibre Channel RAID): 图像从相机传输到采集卡，然后通过数个光纤通道传入光纤硬盘阵列。这种方 案要求采集卡支持光纤接口，并且后端的光纤硬盘阵列需要多个光纤接口硬盘 组成。因此，对于15 30秒，每秒2x660兆字节的数据存储，这种解决方案是
一种昂贵的解决方案。
因此，迫切需要寻找一种存储容量和存储速度均达到要求且性价比高的解 决方案。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种视频采集系统的实时数
据存储方法，该方法满足15 30秒，每秒2x660兆字节的存储容量和存储速度 要求，同时具有高性价比。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 一种视频采集系统的实时数 据存储方法，视频采集系统主要由一台计算机、两个视频采集卡、两个高速照 相机和一个同步信号发生器组成，其中，计算机包括容量为20G 40G的内存， 两个视频采集卡分别通过PCI-E接口接入计算机；两个高速照相机分别与两个 采集卡相连；两个采集卡链接一个同步信号发生器。该方法包括以下步骤
(1) 设置采集卡的视频采集帧率和采集帧数，根据采集帧数在内存中分配动态 随机存储空间；
(2) 记录采集卡采集视频的初始时间；
(3) 检测视频采集卡是否有新数据重复执行该步骤直到视频采集卡有新数 据；
(4) 将两个采集卡中的数据放入到分配的动态随机存储空间中；
(5) 记录已经采集的视频帧数，如果己经采集的帧数与设置的采集帧数相等， 视频采集结束；否则，执行步骤(3);
本发明的有益效果是
(1) 成本低，主要是DDR2同步动态随机存储器完全能以低于光纤硬盘阵列的 价格，满足15 30秒，每秒2x660兆字节的存储容量要求；
(2) 易于构造系统，DDR2同步动态随机存储器为常见元器件；
(3) 体积小，光纤硬盘阵列是独立于接入采集卡的宿主计算机的，增加了额外 的体积；本发明的DDR2同步动态随机存储器是宿主计算机的一部分。
图1为现有采用光纤硬盘阵列的视频采集系统的结构示意图； 图2为本发明的视频采集系统的结构示意图； 图3为本发明的步骤流程图4为本发明实施例的视频釆集系统的结构示意图。
具体实施例方式
4本发明的主要思路是采用比目前的硬盘器件更快的DDR2同步动态随机存储 器来存储视频数据。主要要解决两个问题1、从采集卡到DDR2同步动态随机 存储器的写速度满足要求；2、大容量的DDR2同步动态随机存储器的需要匹配 一个具有大寻址能力的处理器。因此，方案采用接口为PCI-E的采集卡、64位 计算机和DDR2同步动态随机存储器。
下面根据附图和实施例详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加 明显。
如图2所示，本发明的视频采集系统主要由一台计算机、两个视频采集卡、 两个高速照相机和一个同步信号发生器组成，其中，计算机包括容量为20G 40G 的内存，照相机包括电源、数据线和三脚架等辅助设备。具体连接方法两个 视频采集卡通过PCI-E接口接入计算机；两个高速照相机通过四根照相机数据 线和两个采集卡相连；两个采集卡链接一个同步信号发生器。视频数据通过两 路Camera Link接口，从相机到达支持PCI-E接口的采集卡，然后从采集卡写
入内存。
如图3所示，本发明视频采集系统的实时数据存储方法，包括以下步骤
(1) 设置采集卡的视频采集帧率，设置采集帧数，根据要采集的帧数在内存中 分配动态随机存储空间；
(2) 记录采集卡采集视频的初始时间；
(3) 检测视频采集卡是否有新数据重复执行该步骤直到视频采集卡有新数 据；
(4) 将两个采集卡中的数据放入到分配的动态随机存储空间中；
(5) 记录已经采集的视频帧数，如果已经采集的帧数与设置的采集帧数相等， 视频采集结束；否则，执行步骤(3)。
实施例
以下为一个具体实施案例，支持15秒，每秒2x660兆字节的存储容量和存 储速度，如图4所示
采用两只Mikrotron MC1311相机，技术指标为线性响应传感器、单色Bayer 滤波和UV-IR滤波、分辨率为1280x1024像素、光谱带宽为400-800纳米、帧 频为1280x 1024像素分辨率时每秒500帧，或640x 1024像素分辨率时每秒1000 帧、电源8-35伏DC、使用温度5 50度、尺寸63 x 63 x 47毫米、重量约 为300克。
使用两只X64 Xcelera-CL PX4 Full采集卡，尺寸仅一半PCI Express x卡长、支持一个Base, Medium或Full Camera Link相机、图像速率可达每 秒1千兆字节、图像传输到主机内存的速度为每秒1千兆字节、支持时钟高达 85兆赫兹的Camera Link相机、符合ROHS工业标准。
使用双CPU，型号为Intel Xeon E5335,主要技术指标为主频2000兆赫 兹、内核为Clovertown、 64位CPU架构、4核、1333兆赫兹、Socket 771、 LI 缓存为64千字节x4、 L2缓存为4兆字节x2。
主板为采用S叩er Warehouse的Super X7DB8+。基本参数北桥芯片为Intel 5000P、南桥芯片为6321ESB、支持双Intel 64-bit Xeon处理器、Socket 771 插槽、总线频率为FSB 1333 MHz、内存类型支持ECC FB-DIMM DDR2 667/533 内存、最大容量64千兆字节、2条PCI-E8X、 1条PCI-E4X。 PCI-E 8X可兼容 PCI-E 4X。
内存为Transcend TS256MFB72V6U-T。技术参数内存类型为DDR2、内存 容量为2千兆字节、工作频率为667兆赫兹、内存数量为12X2千兆字节=24千 兆字节。
其他硬件包括三脚架2个、信号发生器1个、相机电源2个、照相机数 据线4根。
本实施例中的视频采集过程首先设置两个X64 Xcelera-CL PX4 Full采 集卡的采集帧率，设置要采集的帧数，根据帧数在24千兆字节的Transcend TS256MFB72V6U-T内存中分配相应大小的存储空间；然后，记录X64 Xcelera-CL PX4 Full采集卡采集视频的初始时间；然后检测两个X64 Xcelera-CL PX4 Full 采集卡中是否有新采集的视频数据，如果有新数据，就将两个X64 Xcelera-CL PX4 Full采集卡采集的新数据放到分配好的Transcend TS256MFB72V6U-T内存 动态存储空间，并记录已经采集的视频帧数，如果已经采集的视频帧数与设置 要采集的帧数相等，采集过程结束，否则两个X64 Xcelera-CL PX4 Full采集 卡继续采集视频数据。
以上具体实施案例并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离 本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改进和变化，因此，本发明的保护 范围以所提出的权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1、一种视频采集系统的实时数据存储方法，视频采集系统主要由一台计算机、两个视频采集卡、两个高速照相机和一个同步信号发生器组成，其中，计算机包括容量为20G～40G的内存，两个视频采集卡分别通过PCI-E接口接入计算机；两个高速照相机分别与两个采集卡相连；两个采集卡链接一个同步信号发生器。其特征在于，包括以下步骤(1)设置采集卡的视频采集帧率和采集帧数，根据采集帧数在内存中分配动态随机存储空间。(2)记录采集卡采集视频的初始时间。(3)检测视频采集卡是否有新数据重复执行该步骤直到视频采集卡有新数据。(4)将两个采集卡中的数据放入到分配的动态随机存储空间中。(5)记录已经采集的视频帧数，如果已经采集的帧数与设置的采集帧数相等，视频采集结束；否则，执行步骤(3)。
全文摘要
本发明公开了一种视频采集系统的实时数据存储方法，该方法首先设置采集卡的视频采集帧率和采集帧数，根据采集帧数在内存中分配动态随机存储空间，记录采集卡采集视频的初始时间，然后检测视频采集卡是否有新数据，重复执行该步骤直到视频采集卡有新数据，将两个采集卡中的数据放入到分配的动态随机存储空间中，记录已经采集的视频帧数，如果已经采集的帧数与设置的采集帧数相等，则视频采集结束。本发明的方法成本低，体积小，具有实用价值。
文档编号H04N5/76GK101466006SQ20091009520
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月5日 优先权日2009年1月5日
发明者毅 张, 炜 王, 王朝阳, 耿卫东, 徽 钱, 高维松, 黄同同 申请人:浙江大学