圖像采集存儲系統選擇應考慮的幾大要素

　　隨著工業相機的發展，圖像的分辨率越來越大，幀率越來越高，接口的類型越來越多樣，以至圖像采集存儲系統的需求也越來越多。所以用戶在選擇圖像采集存儲系統時，需要考慮諸多要素。本文章主要針對圖像采集存儲系統的各要素展開介紹，方便用戶進行選擇。

　　圖像采集存儲系統的接口類型

　　目前常見的相機輸出接口有CVBS、VGA、DVI、HDMI、SDI、Camera Link、HS-LINK、CoaXPress等?，F在對接口一一介紹：

　　CVBS 是Composite Video Broadcast Signal的縮寫，中文翻譯為復合視頻廣播信號。這是最常見的視頻接口，最初在廣播電視領域應用，后來很多相機輸出都支持了CVBS接口，CVBS信號是隔行視頻信號，分辨率為720x576（PAL制）或者720X480（NTSC制），CVBS是標清模擬視頻信號接口，目前已經逐步被數字視頻信號接口和高清視頻信號接口替換掉。

　　VGA 是Video Graphics Array的縮寫，是計算機的常用模擬輸出接口。常見的分辨率有1024x768、1280x1024、1600x1200。目前一部分工業相機也提供這種輸出接口，可以直接接液晶顯示器進行顯示監看。常見的VGA信號的視頻在數字化后時鐘主頻一般不超過162MHz，傳輸的圖像數據率一般不超過3.7 Gbps。

　　DVI 是Digital Visual Interface的縮寫，也是計算機的常用輸出接口，該接口是數字接口，VGA接口輸出的是模擬信號，經過顯卡的DA轉換，再經過顯示器的AD轉換后，會有一部分損失，而DVI信號是純數字接口，沒有信號上的損失。隨著時間的發展，DVI接口在計算機領域越來越廣泛，目前有部分工業相機也提供DVI接口，可以直接接液晶顯示器進行顯示監看。單口的DVI最大時鐘頻率：165 MHz ，傳輸的圖像數據率一般不超過3.7 Gbps。

　　HDMI 是High Definition Multimedia Interface的縮寫，是數字高清多媒體接口。HDMI接口一開始主要應用于機頂盒、媒體播放機、電視機、攝像機輸出等消費領域，因為HDMI兼容 DVI接口，同時HDMI可以內嵌聲音，所以HDMI接口應用越來越廣泛，同時HDMI接口的連接器體積小，現在很多工業相機也開始使用HDMI作為信號輸出口。HDMI 1.2的最大視頻帶寬為3.96 Gbps，這在工業相機應用比較廣泛，但是在消費電子領域HDMI目前已經發展到2.0版本，最大視頻帶寬為14.4 Gbps，隨著時間的發展，很多高速相機也會采用該接口作為圖像輸出口。HDMI接口的最大缺點就是緊固性不好，所以如果相機需要移動的話，容易導致信號接觸不良。

　　SDI 是Serial Digital Interface的縮寫，是一種廣播級的高清數字輸入和輸出端口，常用于廣播電視的攝像機接口，SDI接口的傳輸速率上限為2.97Gbps。SDI接口采用和CVBS接口一樣的BNC接口，采用單根銅軸進行信號傳輸，布線施工非常方便，傳輸距離可達300米，在最初的廣電領域和安防領域非常受歡迎。

　　Camera link 標準規范了數字攝像機和圖像采集卡之間的接口，采用了統一的物理接插件和線纜定義。Camera link包括Base，Medium，Full三種規范。Camera Link Base 使用4 個數據通道，Medium 使用了8個數據通道，Full使用12個數據通道。Camera link接口的始終速率最快是85MHz，則Base的有效帶寬為2Gbps，Medium的有效帶寬4Gbps，Full的有效帶寬5.3Gbps。最近Camera link又新增加了規范Camera link Full+，支持80MHz，傳輸80bit數據，帶寬可達6.4Gbps。

　　HS-LINK 接口是由DALSA公司牽頭定義，支持更高速的傳輸帶寬，單一線纜為Camera Link的4倍，信號協議與Camera Link兼容，也可稱為Camera Link-HS。Camera Link-HS的最大傳輸帶寬可達12Gpbs。

　　CoaXPress 該標準容許相機設備通過單根同軸電纜連接到主機，以高達6.25G比特/秒的速度傳輸數據，4根線纜可達25 Gbit/s。標準同軸電纜和帶寬的采用，使得CoaXPress不僅可以引起機器視覺應用領域的興趣，還適合廣泛采用同軸電纜的醫療與安保市場的應用。

　　目前在視頻會議領域CVBS、VGA、DVI、HDMI、SDI使用最廣泛，在廣播電視領域CVBS、HDMI、SDI使用最廣泛，在安防領域CVBS、 SDI使用最廣泛，在上述3個領域，大部分領域都有圖像采集存儲的需求，這幾個領域的圖像主要都是滿足娛樂、欣賞、監測等需求，所以圖像經過壓縮之后，大部分還能滿足觀看的需求，而圖像一旦經過壓縮，數據量將大幅減少，比如常見的1080P30的視頻，經過H.264算法的壓縮，碼率一般能控制在 8Mbps，亦即1MB/s量級，數據帶寬很小，所以用常規的嵌入式主控芯片，ARM等即可實現存儲的需求，如果并發路數很多，則只需要用高性能的ARM 系統或者PC系統即可。

　　在工業領域和軍用領域，目前標清分辨率的相機大部分為CVBS和Camera link Base接口。而高分辨率的領域，目前使用最廣泛的是SDI和Camera link接口，目前還推出了HS-LINK、Coax Press等更高帶寬接口。在這個領域，對圖像的畫質要求非常的高，往往不能對圖像進行壓縮，相機輸出的帶寬非常高，所以需要采用高速圖像采集存儲系統來實現圖像存儲的目的。