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BitFlow CXP图像采集卡应用:开创性新型 3D 成像系统
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时间:2021-09-01 10:01:57

       加拿大魁北克国家科学研究所能源材料电信中心的研究科学家开发了一种3D图像采集的突破性技术:通过消除数据采集中的信息冗余,能够以每秒1000多帧的速度采集分辨率高达1180 x 860的3D图像(这远远超出了当今可用技术的能力)。双视图波段有限照明轮廓测量法(BLIP)与时间间隔采集(TIA)系统,简称BLIP-TIA,依靠BitFlow Cyton-CXP CoaXPress图像采集卡将图像从两个CMOS相机传输到计算机,处理速度超过12.5 Gb/S,这为3D应用打开了新的机遇。

BitFlow Cyton-CXP CoaXPress图像采集卡

       基于广泛使用的条纹投影轮廓术(FPP)技术的现有3D系统有两个主要局限性。第一,每台相机都能捕捉到完整的条纹图案序列,因此会在数据采集中产生冗余,最终限制了系统的成像速度。第二,相机被放置在投影仪的不同侧面。这种布置方式通常会导致定向散射光的强度差异较大,以及局部表面特征遮挡产生的阴影效应,这两种情况都会降低重建精度。

       为了克服这些限制,科学家们使用一种新算法开发了 BLIP-TIA,用于从不同视图进行基于坐标的 3D 点匹配。 该技术通过并排放置的两个 Optronis 相机和 BitFlow Cyton-CXP 图像采集卡实现,它允许每个相机捕获相移模式序列的一半,将单个相机的数据传输负载降低 50%,并且释放容量,以传输每个相机传感器上更多像素的数据,或支持更高的帧速率。

      除了高速数据传输之外,Cyton-CXP 两通道图像采集卡在其后端集成了 Gen 2.0 x8 PCI Express 总线接口,用于高速访问多相机系统(如 BLIP-TIA)中的主机内存。 它还允许通过同一根同轴电缆向相机发送和从相机发送控制命令、触发器和电源,以简化整体设计。

       为了验证高速 3D 表面轮廓测量法,研究人员在许多测试中使用了 BLIP-TIA,包括通过对被锤子撞击时玻璃破碎的过程进行成像,来记录不可重复的 3D 动态。重建的 3D 图像清晰地显示了不同形状和大小的裂纹扩展和碎片破裂。

       除了技术改进外,研究人员现在正在探索 BLIP-TIA 的新应用。 例如,它可以集成到结构照明显微镜、频率分辨多维成像、玻璃与外力相互作用的动态表征、识别人机交互的手势、用于物体跟踪和反应引导的机器人技术、振动监测在旋转机械和生物科学中的行为量化。

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