《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》是合肥君達高科信息技術有限公司於2013年9月23日申請的發明專利，該專利申請號為2013104426634，公布號為CN103475871A，專利公布日為2013年12月25日，發明人是呂盼稂。
《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》提出了一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，包括圖像採集裝置、計算機，以及連線圖像採集裝置和計算機用於傳輸數據的通信子系統，當處理器檢測到用戶需要使用的幀已經接收過時，電腦程式要求圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；在用戶沒有任何操作時，計算機給出指令，讓圖像採集裝置按其保存的幀的順序編號傳輸圖像數據，除非該幀已經傳輸完成。因此，開始圖像採集後，不需要用戶操作，圖像採集裝置可以自主的將所有圖像數據傳輸到計算機，省略了用戶手工操作進行數據導出的過程，節省了等待時間。
2021年8月16日，《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
概述圖為《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統
- 公布號：CN103475871A
- 公布日：2013年12月25日
- 申請號： 2013104426634
- 申請日：2013年9月23日
- 申請人：合肥君達高科信息技術有限公司
- 地址：安徽省合肥市蜀山區黃山路468號通和易居3幢1603室
- 發明人：呂盼稂
- Int.Cl.：H04N7/18(2006.01)I
- 類別：發明專利
- 專利代理機構：北京聯瑞聯豐智慧財產權代理事務所
- 代理人：黃冠華
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
高速攝像機是一種能夠以很高的頻率記錄動態圖像的裝置，高速攝像機以高出普通攝像機很多倍的速度採集圖像，產生圖像數據的速度遠高於2013年9月以前常見的通信裝置的數據傳輸速率。因此，高速攝像機通常先將圖像保存在高速攝像機內部的高嚷定迎速大容量存儲器中，錄製完成後再由人工操作將高速攝像機內部的數據傳輸並存儲到計算機中供日後分析處理用。由於傳輸速度慢刪腿，人工操作傳輸數據所需的時間往往是錄製時間的幾十倍，甚至更長，嚴重影響用戶的使用。
發明內容
專利目的
《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》提出一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，解決了2013年9月以前技術中需要用戶人工操作導出大量圖像數據而造成的用戶等待時間過長的問題，圖像採集裝置可以自主的將所有圖像數據傳輸到計算機，快速瀏覽所錄製的視頻，並保存在大容量低速儲存器。
技術方案
《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》包括圖像採集裝置、計算機，以及連線圖櫻諒付像採集裝置和計算機並用於傳輸圖像數據的通信子系統，所述圖像採集裝置包括：一個圖像拍攝單元，一個大容量高速儲存器，用於儲存拍攝單元的圖片數據，和一個圖像幀管理單元，所述圖像管理幀單元用於將圖像拍攝單元拍奔贈敬攝的圖像按順序編號寫入所述大容量高速儲存器，以及將大容量高速儲存器中的圖像通過通信子系統傳送到計算機，所述圖像幀管理單元以幀為單位管理圖像數據，一幀圖像是指所述圖像拍攝單元一次曝光所獲取的圖像數據，每幀圖像在所述大容量高速存儲器中占據固定大小的存儲空間，且圖像幀管理單元記錄了各幀是否已經通過所述通信子系統傳送到計算機，某一幀圖像如果已傳送到計算機，則其在所述大容量高速存儲器中的空間可以用來存儲新的圖像；所述計算機包括：一個大容量低速儲存器，用於儲存通信子系統傳輸的圖片數據，一個處理器，一個顯示器，用於顯示圖像和輸入指令信號；進一步地，所述大容量高速儲存器的儲存速度足夠大，且滿足圖像拍攝單元產生的圖像都能及時寫入到大容量高速儲存器；進一步地，所述大容量高速存儲器為非易失性存儲器；
進一步地，所述處理器要求圖像採集裝置在保存每幀圖像時，間隔N幀傳送一幀圖像到計算機，N的大小根據所述通信子系統最大數據傳輸速度和所述大容量低速存儲器的最大數據寫入速度而定，且滿足以下關係：N=F/（B/I），其中N為傳送一幀圖像到計算機的間隔幀，F為圖像拍攝單元產生圖像幀數的速度，B為通信子系統和大容量低速儲存器中較小的頻寬最大值，I為圖像的大小；進一步地，所述處理器給出指令，間隔M幀顯示一幀到顯示器，且滿足以下關係：M=F/N/A，其中，M為處理器給出指令顯示一幀到顯示器的間隔幀，A為視頻每秒顯示的幀數，且滿足：N>M≥2；進一步地，所述處理器檢測到用戶需要使用某一幀圖像時，如果該幀圖像已經接收，則直接從所述大容量低速存儲器中獲取該幀圖像，且圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；否則，請求圖像採集裝置傳送該幀到計算機；進一步地，所述處理器沒有收到任何指令操作時，所述圖像採集裝置按順序編號雄蜜棄紋依次傳輸圖像數據，除非所有圖像已經傳輸完成；進一步地，所述圖像採集裝置採集過程中傳送的幀稱為預覽幀，當圖像採集結束時，所有預覽幀就已經傳送到所述計算機中，圖像拍攝單元拍攝完成後，用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻，且用戶查看的幀驗臘享舟總是被提前傳送到計算機；進一步地，處理器檢測用戶需要用的預覽幀的算法滿足如下：
a、在用戶快速瀏覽所錄製的視頻時，用戶只需要使用預覽幀即可；
b、在用戶連續回放視頻時，用戶只需要用到從開始回放試祖連時刻起一段時間內連續的幀。
改善效果
《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》產生的有益效果為：採用該發明的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統時，當處理器檢測到用戶需要使用的幀已經接收過時，電腦程式要求圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；在用戶沒有任何操作時，計算機要求所述高速圖像採集裝置按幀序號傳輸圖像數據，除非該幀已經傳輸完成。因此開始高速圖像採集後，不需要用戶操作導出數據，圖像採集裝置可以自主的將所有圖像數據傳輸到計算機，省略了用戶手工操作進行數據傳輸的過程，節省了等待時間。
附圖說明
圖1為《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》系統的框圖；
圖2為該發明數據處理的流程圖。
技術領域
《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》涉及一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統。
權利要求
1.《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》特徵在於，包括圖像採集裝置、計算機，以及連線圖像採集裝置和計算機並用於傳輸圖像數據的通信子系統，所述圖像採集裝置包括：一個圖像拍攝單元，一個大容量高速儲存器，用於儲存拍攝單元的圖片數據，和一個圖像幀管理單元，所述圖像幀管理單元用於將圖像拍攝單元拍攝的圖像按順序編號寫入所述大容量高速儲存器，以及將大容量高速儲存器中的圖像通過通信子系統傳送到計算機，所述圖像幀管理單元以幀為單位管理圖像數據，一幀圖像是指所述圖像拍攝單元一次曝光所獲取的圖像數據，每幀圖像在所述大容量高速儲存器中占據固定大小的存儲空間，且圖像幀管理單元記錄了各幀是否已經通過所述通信子系統傳送到計算機，某一幀圖像如果已傳送到計算機，則其在所述大容量高速儲存器中的空間可以用來存儲新的圖像；所述計算機包括：一個大容量低速儲存器，用於儲存通信子系統傳輸的圖片數據，一個處理器，一個顯示器，用於顯示圖像和輸入指令信號；所述圖像採集裝置採集過程中傳送的幀稱為預覽幀，所述處理器要求圖像採集裝置在保存每幀圖像時，間隔N幀傳送一幀圖像到計算機，N的大小根據所述通信子系統最大數據傳輸速度和所述大容量低速儲存器的最大數據寫入速度而定，且滿足以下關係：N＝F/（B/I），其中N為傳送一幀圖像到計算機的間隔幀，F為圖像拍攝單元產生圖像幀數的速度，B為通信子系統和大容量低速儲存器中較小的頻寬最大值，I為圖像的大小；所述處理器給出指令，間隔M幀顯示一幀到顯示器，且滿足以下關係：M＝F/N/A，其中，M為處理器給出指令顯示一幀到顯示器的間隔幀，A為視頻每秒顯示的幀數，且滿足：N>M≥2；當圖像採集結束時，所有預覽幀就已經傳送到所述計算機中，圖像拍攝單元拍攝完成後，用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻，且用戶查看的幀總是被提前傳送到計算機；處理器檢測用戶需要用的預覽幀的算法滿足如下：a、在用戶快速瀏覽所錄製的視頻時，用戶只需要使用預覽幀即可；b、在用戶連續回放視頻時，用戶只需要用到從開始回放時刻起一段時間內連續的幀。
2.如權利要求1所述的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，其特徵在於，所述大容量高速儲存器的儲存速度足夠大，且滿足圖像拍攝單元產生的圖像都能及時寫入到大容量高速儲存器。
3.如權利要求1所述的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，其特徵在於，所述大容量高速儲存器為非易失性存儲器。
4.如權利要求1所述的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，其特徵在於，所述處理器檢測到用戶需要使用某一幀圖像時，如果該幀圖像已經接收，則直接從所述大容量低速儲存器中獲取該幀圖像，且圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；否則，請求圖像採集裝置傳送該幀到計算機。
5.如權利要求4所述的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，其特徵在於，所述處理器沒有收到任何指令操作時，所述圖像採集裝置按順序編號依次傳輸圖像數據，除非所有圖像已經傳輸完成。
實施方式
參照圖1，《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》包括圖像採集裝置1、計算機3，以及連線圖像採集裝置1和計算機3並用於傳輸數據的通信子系統2，所述圖像採集裝置1包括：一個圖像拍攝單元101，一個大容量高速儲存器103，用於儲存拍攝單元的圖片數據，和一個圖像幀管理單元102，圖像管理幀單元102用於將圖像拍攝單元101拍攝的圖像按順序編號寫入所述大容量高速儲存器103，以及將大容量高速儲存器103中的圖像通過通信子系統2傳送到計算機3，所述圖像幀管理單元101以幀為單位管理圖像數據，一幀圖像是指所述圖像拍攝單元一次曝光所獲取的圖像數據，每幀圖像在所述大容量高速存儲器103中占據固定大小的存儲空間，且圖像幀管理單元102記錄了各幀是否已經通過所述通信子系統2傳送到計算機3，某一幀圖像如果已傳送到計算機3，則其在所述大容量高速存儲器103中的空間可以用來存儲新的圖像；所述計算機3包括：一個大容量低速儲存器303，用於儲存通信子系統傳輸的圖像數據，一個處理器302，一個顯示器301，用於顯示圖像和輸入指令信號。同時設定大容量高速儲存器103的儲存速度足夠大，且滿足使得圖像拍攝單元產生的圖像數據都能及時寫入到大容量高速儲存器103內部，將大容量高速存儲器103設定為非易失性存儲器，保證在斷電狀態下其儲存的內容不會丟失。
處理器302要求圖像採集裝置在保存每幀圖像時，處理器302要求圖像採集裝置1間隔N幀傳送一幀圖像到計算機3，N的大小根據通信子系統2最大數據傳輸速度和所述大容量低速存儲器303的最大數據寫入速度而定，且滿足以下關係：N=F/（B/I），其中N為傳送一幀圖像到計算機的間隔幀，F為圖像拍攝單元產生圖像幀數的速度，B為通信子系統和大容量低速儲存器中較小的頻寬最大值，I為圖像的大小；另外處理器給出指令間隔M幀顯示一幀到顯示器，且滿足以下關係：M=F/N/A，其中M為處理器給出指令顯示一幀到顯示器的間隔幀，A為視頻每秒顯示的幀數，且滿足：N>M≥2，因此保證顯示器接收到的數據的速度總是低於數據的傳送速度，圖像採集裝置採集過程中傳送的幀稱為預覽幀，當圖像採集結束時，所有預覽幀就已經傳送到所述計算機中，圖像拍攝單元拍攝完成後，用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻，且用戶查看的幀總是被提前傳送到計算機，且處理器預測用戶需要用的預覽幀的算法滿足如下：a、在用戶快速瀏覽所錄製的視頻時，用戶只需要使用預覽幀即可；b、在用戶連續回放視頻時，用戶只需要用到從開始回放時刻起一段時間內連續的幀。顯然根據上述闡述可以得知，當高速視頻錄製結束時，所有預覽幀就已經傳輸到所述計算機中，使得用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻。當處理器檢測到用戶需要使用某一幀圖像時，如果該幀圖像已經接收，則直接從所述大容量低速存儲器中獲取該幀圖像，圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；否則，請求圖像採集裝置傳送該幀到所述計算機，在處理器沒有收到任何指令操作時，所述圖像採集裝置按順序編號依次傳輸圖像數據，除非已經傳輸完成。
參照圖2，對該發明的數據處理情況作詳細的說明，首選用戶設定參數，如設定拍攝的時間等參數，圖像採集裝置根據設定參數進行圖像採集，當全部數據傳送完成時停止採集，圖像採集裝置處於空閒狀態，直到接到下次指令重新設定參數後繼續採集數據。同時在採集數據開始時，用戶就可以回放瀏覽視頻，在回放時通過瀏覽預覽幀，計算機檢測所需的幀是否已經接收，若已經全部接收到，處理器發出指令將所有未傳送的幀傳送到計算機，且計算機將接收到的幀寫入大容量慢速儲存器，直到所有數據全部傳送後圖像採集裝置處於空閒狀態；若沒有全部接收到，處理器將需要的幀號傳送到圖像採集裝置請求傳送，並將接收的幀寫入大容量慢速儲存器，並返回檢測所需的幀是否已經接收的步驟。
為了更進一步了解該發明產生的有益效果，下面結合具體實例進行說明，圖像拍攝單元所拍攝的圖像最大為每幀寬1280像素、高800像素，每個像素由8位的二進制數表示，即一個位元組，在這種解析度，最高拍攝速度為5000幀/秒，因而產生數據的速度為51.2吉/秒，大容量高速存儲器存儲速度為52吉/秒，因此，高速圖像拍攝單元產生的圖像數據都能及時寫入其中。通信子系統的數據傳輸速度為400兆/秒，大容量低速存儲器的存儲速度為400兆/秒，圖像拍攝單元產生的數據必須先存入所述大容量高速存儲器中，再傳輸到計算機，在圖像採集過程中，所述處理器根據通信子系統的數據傳輸速度、大容量低速存儲器的存儲速度、高速圖像拍攝單元的數據產生速度，確定圖像幀管理單元每隔128幀發生一幀圖像到計算機作為預覽幀。為完成預覽幀傳輸，要求數據傳輸，要求數據傳輸速度為400兆/秒，可見通信子系統和大容量低速儲存器的速度能滿足要求.當高速圖像採集結束時，所有預覽幀就已經傳輸到所述計算機中，拍攝完成後，用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻。 用戶採集結束後，通常需要回放視頻，基於公知的常識，用戶回放視頻的播放速度只需達到24幀/秒，以高速採集10秒鐘圖像為例，一共有50000幀圖像，如果每秒24幀的速度播放，可以播放2083秒。
在用戶回放視頻的時間內，該發明提出的高速圖像採集系統完全可以把其他未傳輸幀傳輸到計算機。而傳統的高速攝像系統，要求用戶先將所有圖像傳輸到計算機後，才能連續回放，這種方式需要額外的1270秒。此外，用戶也可以只傳輸視頻中的一部分到計算機中，具體來說，用戶先通過預覽幀了解拍攝的情況，確定哪部分視頻是需要的，計算機根據用戶的選擇要求所述圖像幀管理單元從指定的幀開始傳輸圖像。例如用戶選定了第8秒開始的1秒時間內拍攝的視頻，則用戶回放這段視頻需要208秒，而通信子系統傳輸完這些數據只需要127秒，完全可以在用戶回放的過程中，將這段視頻傳輸到計算機。在用戶停機調整時，暫停採集的時間間隙內，該發明提出的高速圖像攝像系統都可以繼續傳輸圖像，不需要用戶為數據傳輸而等待，極大提高了用戶體驗。
榮譽表彰
2021年8月16日，《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
進一步地，所述處理器要求圖像採集裝置在保存每幀圖像時，間隔N幀傳送一幀圖像到計算機，N的大小根據所述通信子系統最大數據傳輸速度和所述大容量低速存儲器的最大數據寫入速度而定，且滿足以下關係：N=F/（B/I），其中N為傳送一幀圖像到計算機的間隔幀，F為圖像拍攝單元產生圖像幀數的速度，B為通信子系統和大容量低速儲存器中較小的頻寬最大值，I為圖像的大小；進一步地，所述處理器給出指令，間隔M幀顯示一幀到顯示器，且滿足以下關係：M=F/N/A，其中，M為處理器給出指令顯示一幀到顯示器的間隔幀，A為視頻每秒顯示的幀數，且滿足：N>M≥2；進一步地，所述處理器檢測到用戶需要使用某一幀圖像時，如果該幀圖像已經接收，則直接從所述大容量低速存儲器中獲取該幀圖像，且圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；否則，請求圖像採集裝置傳送該幀到計算機；進一步地，所述處理器沒有收到任何指令操作時，所述圖像採集裝置按順序編號依次傳輸圖像數據，除非所有圖像已經傳輸完成；進一步地，所述圖像採集裝置採集過程中傳送的幀稱為預覽幀，當圖像採集結束時，所有預覽幀就已經傳送到所述計算機中，圖像拍攝單元拍攝完成後，用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻，且用戶查看的幀總是被提前傳送到計算機；進一步地，處理器檢測用戶需要用的預覽幀的算法滿足如下：
a、在用戶快速瀏覽所錄製的視頻時，用戶只需要使用預覽幀即可；
b、在用戶連續回放視頻時，用戶只需要用到從開始回放時刻起一段時間內連續的幀。
改善效果
《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》產生的有益效果為：採用該發明的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統時，當處理器檢測到用戶需要使用的幀已經接收過時，電腦程式要求圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；在用戶沒有任何操作時，計算機要求所述高速圖像採集裝置按幀序號傳輸圖像數據，除非該幀已經傳輸完成。因此開始高速圖像採集後，不需要用戶操作導出數據，圖像採集裝置可以自主的將所有圖像數據傳輸到計算機，省略了用戶手工操作進行數據傳輸的過程，節省了等待時間。
附圖說明
圖1為《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》系統的框圖；
圖2為該發明數據處理的流程圖。
技術領域
《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》涉及一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統。
權利要求
1.《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》特徵在於，包括圖像採集裝置、計算機，以及連線圖像採集裝置和計算機並用於傳輸圖像數據的通信子系統，所述圖像採集裝置包括：一個圖像拍攝單元，一個大容量高速儲存器，用於儲存拍攝單元的圖片數據，和一個圖像幀管理單元，所述圖像幀管理單元用於將圖像拍攝單元拍攝的圖像按順序編號寫入所述大容量高速儲存器，以及將大容量高速儲存器中的圖像通過通信子系統傳送到計算機，所述圖像幀管理單元以幀為單位管理圖像數據，一幀圖像是指所述圖像拍攝單元一次曝光所獲取的圖像數據，每幀圖像在所述大容量高速儲存器中占據固定大小的存儲空間，且圖像幀管理單元記錄了各幀是否已經通過所述通信子系統傳送到計算機，某一幀圖像如果已傳送到計算機，則其在所述大容量高速儲存器中的空間可以用來存儲新的圖像；所述計算機包括：一個大容量低速儲存器，用於儲存通信子系統傳輸的圖片數據，一個處理器，一個顯示器，用於顯示圖像和輸入指令信號；所述圖像採集裝置採集過程中傳送的幀稱為預覽幀，所述處理器要求圖像採集裝置在保存每幀圖像時，間隔N幀傳送一幀圖像到計算機，N的大小根據所述通信子系統最大數據傳輸速度和所述大容量低速儲存器的最大數據寫入速度而定，且滿足以下關係：N＝F/（B/I），其中N為傳送一幀圖像到計算機的間隔幀，F為圖像拍攝單元產生圖像幀數的速度，B為通信子系統和大容量低速儲存器中較小的頻寬最大值，I為圖像的大小；所述處理器給出指令，間隔M幀顯示一幀到顯示器，且滿足以下關係：M＝F/N/A，其中，M為處理器給出指令顯示一幀到顯示器的間隔幀，A為視頻每秒顯示的幀數，且滿足：N>M≥2；當圖像採集結束時，所有預覽幀就已經傳送到所述計算機中，圖像拍攝單元拍攝完成後，用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻，且用戶查看的幀總是被提前傳送到計算機；處理器檢測用戶需要用的預覽幀的算法滿足如下：a、在用戶快速瀏覽所錄製的視頻時，用戶只需要使用預覽幀即可；b、在用戶連續回放視頻時，用戶只需要用到從開始回放時刻起一段時間內連續的幀。
2.如權利要求1所述的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，其特徵在於，所述大容量高速儲存器的儲存速度足夠大，且滿足圖像拍攝單元產生的圖像都能及時寫入到大容量高速儲存器。
3.如權利要求1所述的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，其特徵在於，所述大容量高速儲存器為非易失性存儲器。
4.如權利要求1所述的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，其特徵在於，所述處理器檢測到用戶需要使用某一幀圖像時，如果該幀圖像已經接收，則直接從所述大容量低速儲存器中獲取該幀圖像，且圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；否則，請求圖像採集裝置傳送該幀到計算機。
5.如權利要求4所述的一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統，其特徵在於，所述處理器沒有收到任何指令操作時，所述圖像採集裝置按順序編號依次傳輸圖像數據，除非所有圖像已經傳輸完成。
實施方式
參照圖1，《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》包括圖像採集裝置1、計算機3，以及連線圖像採集裝置1和計算機3並用於傳輸數據的通信子系統2，所述圖像採集裝置1包括：一個圖像拍攝單元101，一個大容量高速儲存器103，用於儲存拍攝單元的圖片數據，和一個圖像幀管理單元102，圖像管理幀單元102用於將圖像拍攝單元101拍攝的圖像按順序編號寫入所述大容量高速儲存器103，以及將大容量高速儲存器103中的圖像通過通信子系統2傳送到計算機3，所述圖像幀管理單元101以幀為單位管理圖像數據，一幀圖像是指所述圖像拍攝單元一次曝光所獲取的圖像數據，每幀圖像在所述大容量高速存儲器103中占據固定大小的存儲空間，且圖像幀管理單元102記錄了各幀是否已經通過所述通信子系統2傳送到計算機3，某一幀圖像如果已傳送到計算機3，則其在所述大容量高速存儲器103中的空間可以用來存儲新的圖像；所述計算機3包括：一個大容量低速儲存器303，用於儲存通信子系統傳輸的圖像數據，一個處理器302，一個顯示器301，用於顯示圖像和輸入指令信號。同時設定大容量高速儲存器103的儲存速度足夠大，且滿足使得圖像拍攝單元產生的圖像數據都能及時寫入到大容量高速儲存器103內部，將大容量高速存儲器103設定為非易失性存儲器，保證在斷電狀態下其儲存的內容不會丟失。
處理器302要求圖像採集裝置在保存每幀圖像時，處理器302要求圖像採集裝置1間隔N幀傳送一幀圖像到計算機3，N的大小根據通信子系統2最大數據傳輸速度和所述大容量低速存儲器303的最大數據寫入速度而定，且滿足以下關係：N=F/（B/I），其中N為傳送一幀圖像到計算機的間隔幀，F為圖像拍攝單元產生圖像幀數的速度，B為通信子系統和大容量低速儲存器中較小的頻寬最大值，I為圖像的大小；另外處理器給出指令間隔M幀顯示一幀到顯示器，且滿足以下關係：M=F/N/A，其中M為處理器給出指令顯示一幀到顯示器的間隔幀，A為視頻每秒顯示的幀數，且滿足：N>M≥2，因此保證顯示器接收到的數據的速度總是低於數據的傳送速度，圖像採集裝置採集過程中傳送的幀稱為預覽幀，當圖像採集結束時，所有預覽幀就已經傳送到所述計算機中，圖像拍攝單元拍攝完成後，用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻，且用戶查看的幀總是被提前傳送到計算機，且處理器預測用戶需要用的預覽幀的算法滿足如下：a、在用戶快速瀏覽所錄製的視頻時，用戶只需要使用預覽幀即可；b、在用戶連續回放視頻時，用戶只需要用到從開始回放時刻起一段時間內連續的幀。顯然根據上述闡述可以得知，當高速視頻錄製結束時，所有預覽幀就已經傳輸到所述計算機中，使得用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻。當處理器檢測到用戶需要使用某一幀圖像時，如果該幀圖像已經接收，則直接從所述大容量低速存儲器中獲取該幀圖像，圖像採集裝置傳輸其他尚未傳輸的圖像；否則，請求圖像採集裝置傳送該幀到所述計算機，在處理器沒有收到任何指令操作時，所述圖像採集裝置按順序編號依次傳輸圖像數據，除非已經傳輸完成。
參照圖2，對該發明的數據處理情況作詳細的說明，首選用戶設定參數，如設定拍攝的時間等參數，圖像採集裝置根據設定參數進行圖像採集，當全部數據傳送完成時停止採集，圖像採集裝置處於空閒狀態，直到接到下次指令重新設定參數後繼續採集數據。同時在採集數據開始時，用戶就可以回放瀏覽視頻，在回放時通過瀏覽預覽幀，計算機檢測所需的幀是否已經接收，若已經全部接收到，處理器發出指令將所有未傳送的幀傳送到計算機，且計算機將接收到的幀寫入大容量慢速儲存器，直到所有數據全部傳送後圖像採集裝置處於空閒狀態；若沒有全部接收到，處理器將需要的幀號傳送到圖像採集裝置請求傳送，並將接收的幀寫入大容量慢速儲存器，並返回檢測所需的幀是否已經接收的步驟。
為了更進一步了解該發明產生的有益效果，下面結合具體實例進行說明，圖像拍攝單元所拍攝的圖像最大為每幀寬1280像素、高800像素，每個像素由8位的二進制數表示，即一個位元組，在這種解析度，最高拍攝速度為5000幀/秒，因而產生數據的速度為51.2吉/秒，大容量高速存儲器存儲速度為52吉/秒，因此，高速圖像拍攝單元產生的圖像數據都能及時寫入其中。通信子系統的數據傳輸速度為400兆/秒，大容量低速存儲器的存儲速度為400兆/秒，圖像拍攝單元產生的數據必須先存入所述大容量高速存儲器中，再傳輸到計算機，在圖像採集過程中，所述處理器根據通信子系統的數據傳輸速度、大容量低速存儲器的存儲速度、高速圖像拍攝單元的數據產生速度，確定圖像幀管理單元每隔128幀發生一幀圖像到計算機作為預覽幀。為完成預覽幀傳輸，要求數據傳輸，要求數據傳輸速度為400兆/秒，可見通信子系統和大容量低速儲存器的速度能滿足要求.當高速圖像採集結束時，所有預覽幀就已經傳輸到所述計算機中，拍攝完成後，用戶可以用預覽幀快速瀏覽所錄製的視頻。 用戶採集結束後，通常需要回放視頻，基於公知的常識，用戶回放視頻的播放速度只需達到24幀/秒，以高速採集10秒鐘圖像為例，一共有50000幀圖像，如果每秒24幀的速度播放，可以播放2083秒。
在用戶回放視頻的時間內，該發明提出的高速圖像採集系統完全可以把其他未傳輸幀傳輸到計算機。而傳統的高速攝像系統，要求用戶先將所有圖像傳輸到計算機後，才能連續回放，這種方式需要額外的1270秒。此外，用戶也可以只傳輸視頻中的一部分到計算機中，具體來說，用戶先通過預覽幀了解拍攝的情況，確定哪部分視頻是需要的，計算機根據用戶的選擇要求所述圖像幀管理單元從指定的幀開始傳輸圖像。例如用戶選定了第8秒開始的1秒時間內拍攝的視頻，則用戶回放這段視頻需要208秒，而通信子系統傳輸完這些數據只需要127秒，完全可以在用戶回放的過程中，將這段視頻傳輸到計算機。在用戶停機調整時，暫停採集的時間間隙內，該發明提出的高速圖像攝像系統都可以繼續傳輸圖像，不需要用戶為數據傳輸而等待，極大提高了用戶體驗。
榮譽表彰
2021年8月16日，《一種帶有準時數據傳輸功能的高速攝像系統》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
