新的相机和图像采集卡组合,数据传输速率为现有技术的两倍

Product / 03.2019


新一代的相机和图像采集卡提供了比以往更高水平的流数据吞吐量,在医疗诊断和制造检查以及许多其他应用方面提供了重大的改进。作为一个典型例子,正在开发基于微流体的诊断技术的图像流式细胞术,以通过可视化患者血液的非常高通量的单细胞来诊断细胞。使用此方法能够检测到癌症肿瘤和其他细胞,这些细胞的浓度很低,不太可能通过小样本或不太方便的实验室方法检测到。更高的数据吞吐率和更高的机器视觉分辨率使得能够以比现有技术更高的速度检测电子产品中较小的缺陷。










相机制造商在提高传感器图像质量和直接数据传输速度方面取得了巨大进步,能够以前所未有的分辨率和数据速率流式传输图像。例如,Vision Research的Phantom S990以高达每秒938帧(fps)的速度传输900万像素(4K)图像,数据速率接近每秒9千兆像素。以前相机存储具有这已吞吐量水平,以便在事后进行下载和分析。但如今的研究人员和工程师需要能够实时采集、显示和分析数据,以便能够立即用于解决现实问题。


迄今为止,以这些高速率采集数据的最佳方法是利用四个CoaXPress 6.25千兆位(CXP-6)图像采集卡在16个标准CXP-6通道上传输数据,每个通道使用75欧姆同轴电缆提供6.25千兆位/每秒的速率。CXP是机器视觉相机和图像采集卡的主要高速接口,有50多家供应商提供支持。它具有可扩展性,因此可以使用多条电缆来增加带宽,每通道增加6.25 Gbps。

 
挑战在于,迄今为止最强大的图像采集卡支持不超过4个CXP-6通道,而要完全支持Phantom S990每秒9千兆像素的速度,需要16个CXP-6通道。很少有计算机具有容纳这些卡所需的四个外围组件互连高速(PCIe)插槽,特别是考虑到这类应用通常需要显卡。此外,需要四个图像采集卡也增加了应用成本。

Coaxlink Octo

Euresys通过推出Coaxlink Octo来应对这一挑战。Coaxlink Octo提供了8个CXP-6连接,总共5000 MB/秒的相机带宽。该图像采集卡提供业内最高的数据采集速率,是之前最快的图像采集卡的两倍。



























仅需两个新的Coaxlink Octo图像采集卡即可支持最高速度的数码相机,大多数计算机都能轻松容纳若干PCIe插槽。新的八通道图像采集卡的成本通常比其替换的四通道图像采集卡低35%。

 

Phantom S990相机

Phantom S990相机在四组接口中输出数据,每组由四个端口组成。每组接口流式传输两行图像的数据,并且这些组连续向下移动图像传感器以流式传输完整的图像。Coaxlink Octo图像采集卡采集输出的数据并重建完整图像。图像重建完全通过直接存储器访问(DMA)在硬件中完成,因此它不消耗任何CPU时间。Euresys为特定相机(例如Phantom S990)提供示例程序,用户可以将其用作支持任何高速相机的起点。


Memento 调试工具


Coaxlink Octo图像采集卡还包括Memento调试工具,可记录与相机、图像采集卡、驱动程序和应用程序相关的事件的准确日志。通过上下文信息和逻辑分析器视图,它为所有流数据提供了时间戳事件的精确日志。该工具提供接近1微秒的精度,使其成为解决时间问题(如识别电缆、触发和缓冲问题)的理想选择。
Coaxlink驱动程序与GeniCam标准100%兼容,因此它可以与任何符合此标准的图像采集卡一起运行。

作为新相机/图像采集卡组合的应用示例,血液样本中循环肿瘤细胞(CTC)的常规实验室检测灵敏度低,常常导致它们无法检测到循环肿瘤细胞,因为样本中大约每109个血细胞有1个CTC。在某些情况下,癌症会在被检测到之前转移到无法治愈的程度。通过分析患者单个血细胞的图像,流式细胞术可以更快速地检测低浓度的CTC。通过这种方式,流式细胞术可以检测罕见的白血病、鳞状细胞癌、黑色素瘤和乳腺癌CTC,增加了癌症在可治疗时可被检测到的可能性。
 
Phantom S990和Coaxlink Octo图像采集卡的组合在流式细胞术和许多其他应用中提供了无与伦比的性能。测试可以在当前可用的相机和图像采集卡所需的一半时间内完成,大大减少了患者的不适感和测试成本。总之,新的相机/图像采集卡组合能够以两倍于当前技术提供的吞吐量水平传输视觉数据,这为广泛的视觉应用提供了巨大的好处。