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面向 XIMEA 相机、运行于 GPU 的 FastVCR 低延迟软件

更新日期: 2026年8月20日

详细基准数据。测得结果发布在我们的基准页面：全部基准（英文）。

FastVCR（Fast VCR）是一款相机应用，在 NVIDIA GPU 上运行完整的图像处理流水线，专为 XIMEA USB3 与 PCIe 相机而设计。它从相机采集原始帧，在 GPU 上完成完整 ISP — 从线性化、去马赛克到去噪、色调映射与编码 — 并将结果输出至显示器，或保存为 SSD 上的 JPEG/视频文件，或推送为低延迟 RTSP 流。在 NVIDIA GeForce RTX 4090 上，它可实时处理 65 MPix 的相机流，且流水线针对低「玻璃到玻璃」（glass-to-glass）延迟而设计。您可以下载演示程序，用您的 XIMEA 相机测试（8/10/12 位原始数据，单色或拜耳）。

受成像团队信赖

“Fastvideo SDK 快如闪电……我们现在能在 10 分钟内处理完 28,800 张图像的序列，而过去需要 10 小时。”

为什么现代相机需要 GPU 软件

现代机器视觉相机兼具高分辨率与高帧率：最新几代 Sony Pregius、Gpixel 与 AMS（CMOSIS）图像传感器，配合高速 USB3 与 PCIe 接口，输出原始数据的速率之高，令基于 CPU 的处理无法实时承受（导致丢帧）。厂商提供的 CamTool 软件适用于相机测试，但无法在满带宽下实时处理。FastVCR 弥补了这一空缺：所有图像处理都在 NVIDIA GPU（移动端、笔记本、桌面或服务器）上运行，因此流水线能在最高分辨率与帧率下跟上相机 — 且具有高画质与正确的色彩科学，而非仅仅追求速度。

支持的 XIMEA 相机

• xiB-64 系列 — 高性能 PCIe 相机，带宽最高 64 Gbps
• xiC 系列 — 采用 Sony Pregius 传感器的紧凑型 USB3 相机
• xiMU 系列 — 微型 USB3 相机，最小的工业级 USB 相机
• xiQ 系列 — 单板设计的 USB3 Vision 标准相机
• xiX 系列 — 面向嵌入式视觉与多相机系统的板级 PCIe 相机

相机控制

• 相机初始化：相机型号、帧分辨率、fps 等参数的默认设置
• 输入位深与像素格式
• 图像分辨率与感兴趣区域（ROI）
• 帧率（fps）、曝光时间、增益、相机带宽
• 具备过曝抑制功能的自动曝光/增益控制
• 用于快速切换图像传感器参数的软件预设
• 可选传感器模式：binning、抽取（decimation）、双增益、双 ADC 等
• XIMEA 相机镜头控制

GPU 上的图像处理流水线

• 10 位与 12 位模式的图像采集与帧解包
• 图像线性化
• 暗场扣除（消除 FPN）
• 平场校正（阴影校正）
• 坏点去除
• 白平衡 / AWB
• 自适应曝光与增益控制
• 采用 MG 算法的高质量去马赛克
• 基于矩阵或 DCP 配置文件的颜色校正
• 高光恢复
• 曝光校正（亮度控制）
• 去噪：双边、NLM
• 局部色调映射，含阴影恢复
• 锐化
• 伽马变换
• 裁剪、缩放（下采样与上采样）
• 旋转 90/180/270 度与翻转，支持任意角度旋转
• 通过 LCP 或标定映射进行去畸变

录制、流式传输与输出

• 通过 OpenGL 实时输出视频到显示器
• JPEG 压缩并将图像存储到 SSD
• 视频编码为 MJPEG（AVI）与 H.264/H.265/AV1（MP4）并存储到 SSD
• 按指定文件大小对 AVI/MP4 文件自动分段
• 内置 RTSP 服务器用于低延迟流式传输，并配备 RTSP 播放器，码流兼容 VLC
• 实时将 RAW/PGM 数据保存至 SSD
• 在 GPU 层与第三方基于 GPU 的 SDK 及 AI 库互操作

监测与分析

• RAW 与已处理数据的直方图、RGB Parade、矢量示波器
• 相机统计信息
• GPU 上每个图像处理模块的耗时测量
• 用于系统延迟估算的「玻璃到玻璃」（G2G）模块

性能基准

参考配置：在 NVIDIA GeForce RTX 4090 上，FastVCR 处理 65 MPix 相机（9344 × 7000）的原始帧：8 位模式可达 70 fps，10 位模式可达 60 fps。所测流水线包含 RAW 导入、RAW 转 RGB、颜色校正、JPEG 编码与存储到 SSD。对于 USB3 相机，软件还支持多相机系统，实时处理所有相机的原始帧且无丢帧；PCIe 相机因带宽更高可实现最高性能。实际性能取决于流水线复杂度与硬件（CPU/GPU/SSD）。

软件还提供相机模拟器模式：可加载 RAW/PGM/TIFF 格式的任意 RAW 图像，在不连接相机的情况下测量 GPU 处理性能。逐模块的耗时测量使其成为流水线剖析的便捷工具。

延迟基准

延迟评估采用标准的「玻璃到玻璃」（G2G）测量，FastVCR 内置了运行这些测试的模块：

• 直接测试：相机拍摄显示器上显示的高分辨率计时器，帧经过完整 GPU 流水线后显示在计时器窗口旁。两个时间戳之差即系统延迟。
• 编解码测试：GPU 处理后，帧经 JPEG 编码（GPU 上的 MJPEG）发送到同一台 PC 上的接收进程，解码后显示。
• 相同的编解码测试，但采用 H.264/H.265 编码与解码（CPU 或 GPU）。

该测试方法也可用于测量两台 PC 之间的网络流式传输。结果取决于相机帧率、显示器刷新率、GPU 性能、网络带宽与流水线复杂度，因此 G2G 数值应视为估算值。对于 XIMEA USB3 3 MPix 8 位彩色相机、120 fps、144 Hz 显示器，实测 G2G 延迟约为 35–40 ms；PCIe 相机与更快的显示器可进一步降低延迟。下载演示程序，在您自己的系统上测量延迟。

FastVCR 与 CamTool 对比：GPU 带来了什么

XIMEA 自带的 CamTool 用于设置与测试；FastVCR 则用于在高分辨率 USB3 与 PCIe 传感器上以完整画质与满帧率处理每一帧。

受限于 GPU，而非 CPU。带高质量 MG 去马赛克的 16/32 位流水线完全在 GPU 上运行，因此上限取决于您的显卡与所配置的 ISP，而非满载的 CPU 核心 — 这正是 65 MPix 流能保持实时的原因。

录制不会影响传感器采集速度。GPU MJPEG 可承载 H.264/H.265 编码器无法胜任的分辨率与帧率组合，因此 SSD 写入不会导致丢帧。

可验证的延迟。RTSP 传输与快速 RAW 处理使玻璃到玻璃延迟保持较低，内置的 G2G 工具让您可在自己的工作站上确认该数值。

科研级去噪。面向单色与彩色的双边与 NLM 去噪器，为画质而非单纯速度而调校。

无需相机的工作流。指定软件读取 SSD 上 RAW/PGM/TIFF 文件夹中的数据，将其作为虚拟相机回放，用于评估、回归测试与流水线调优。

交互式与无界面模式。GUI 与可远程控制的 CLI 同时提供，均配备 RTSP 服务器与播放器。

仪表级监测。实时直方图、RGB Parade、矢量示波器，以及包含完整相机统计信息的逐模块 GPU 计时。

GPU 上的可选模块

• RAW、RGB、HSV 的曲线与色阶
• DCP 支持与标定：CCM、HSV LUT、色调曲线
• 3D LUT 支持
• 全局色调映射
• HDR 支持
• 几何与仿射变换
• 基于加速 remap 的去畸变 — 进行中
• RAW 域色差去除（英文） — 进行中
• SDI 输出支持，配合 Blackmagic 采集卡工作
• 多相机支持；面向多相机系统的快速回放（同步查看器）
• 高性能 JPEG2000 与 RAW 拜耳编解码器
• 与 FFmpeg 互操作
• 相机与镜头标定：FPN、FFC、DCP、去畸变
• GenICam（GenTL）支持，可配合 Basler、Imperx、FLIR、Lucid、Emergent Vision、IO Industries、Daheng Imaging、MindVision、Hikrobot 等相机工作

FastVCR 命令行应用

许多任务需要在无 GUI 的情况下运行软件：无人机应用、远程相机控制、长时间无人值守的录制与流式传输。为此我们开发了功能与 GUI 版本相同的 CLI 应用。它可对图像传感器与处理参数进行完整的实时控制；视频预览可使用我们的 RTSP 播放器或 VLC。CLI 应用运行于 Windows、Linux 与 L4T，所有图像处理都在 GPU 上完成。

上述所有功能都构建于我们的 CUDA 图像处理 SDK 之上，因此相同的 GPU 加速组件可授权并集成到您自己的应用中。除 FastVCR 外，我们还按您的需求提供定制软件开发，包括面向特定应用的工作模式 — 请在下方联系表中描述您的项目。

兼容性

• 操作系统：Windows 10/11、Linux Ubuntu、Linux4Tegra (L4T)
• NVIDIA GPU（GeForce RTX、NVIDIA RTX），CUDA 12.6
• NVIDIA Jetson：Nano、Xavier NX/AGX、Orin NX/AGX
• XIMEA USB3 与 PCIe 相机
• 处理来自 SSD 的 8/12/16 位 RAW/PGM/TIFF 图像（相机模拟器模式）

软件下载

• 用于 XIMEA 相机的 FastVCR 演示程序 — Windows 10/11，CUDA 12.6；可配合已连接的 XIMEA 相机，也可处理 SSD 上的 PGM/RAW/TIFF 帧
• FastVCR 便携演示版 — Windows 10/11，CUDA 12.6；仅处理 SSD 上的 PGM/RAW/TIFF 帧，无需相机
• 用于 Linux Ubuntu 22.04（CUDA 12.6）的 FastVCR — 可应需提供
• 用于 NVIDIA Jetson 的 FastVCR — 可应需提供
• FastVCR 软件 PDF 手册（英文）

应用

• 眼科、视网膜手术与医疗成像
• 机器视觉与工业应用
• 媒体与娱乐
• 广播与流式传输
• 无人机（UAV）
• 3D 扫描与机械臂
• 航空成像
• 使用机器视觉相机为 AI 应用采集数据

常见问题

什么是 FastVCR？

FastVCR（Fast VCR）是一款相机应用，为 XIMEA USB3 与 PCIe 相机在 NVIDIA GPU 上运行完整的图像处理流水线 — 原始采集、完整 ISP（去马赛克、去噪、颜色、色调映射），以及输出到显示器、SSD 上的 JPEG 或视频文件，或低延迟 RTSP 流。它构建于 Fastvideo SDK 之上。

FastVCR 支持哪些 XIMEA 相机？

XIMEA 的 USB3 与 PCIe 型号，包括 xiB-64、xiC、xiMU、xiQ 与 xiX 系列，支持 8/10/12 位原始输入，单色或拜耳。支持多相机系统，PCIe 相机可实现最高吞吐量。

FastVCR 有多快？

在 NVIDIA GeForce RTX 4090 上，它可实时处理 65 MPix 相机（9344 × 7000），8 位模式 70 fps、10 位模式 60 fps，包含 RAW 导入、RAW 转 RGB、颜色校正、JPEG 编码与存储到 SSD。具体数值取决于流水线与您的 CPU/GPU/SSD — 参见基准测试方法（英文）。

玻璃到玻璃延迟是多少？

对于 XIMEA USB3 3 MPix 8 位彩色相机、120 fps、144 Hz 显示器，实测玻璃到玻璃延迟约为 35–40 ms；PCIe 相机与更快的显示器可进一步降低延迟。FastVCR 内置 G2G 模块，您可在自己的系统上测量。

没有 XIMEA 相机，能否试用 FastVCR？

可以。在相机模拟器模式下，它可处理 SSD 上 RAW/PGM/TIFF 帧序列所在的文件夹（8/12/16 位），因此无需相机即可评估流水线并测量 GPU 性能 — 下载 FastVCR 演示程序（7z）。

FastVCR 路线图

FastVCR 构建于 Fastvideo SDK 之上并定期更新；以下为其最新版本（截至 2026）与当前进行中的工作。

已发布：

• 用于单帧 HDR 的自适应局部色调映射（ALTMapper）引擎
• 用于 XIMEA 相机的低延迟软件
• Windows/Linux/L4T 的 CUDA 12.6 支持
• XIMEA 相机镜头控制
• 面向相机应用的高质量色彩标定
• GPU 上的无损 RAW 拜耳压缩
• 支持 Emergent Vision 相机：10/25/50/100-GigE（英文）
• 带 CUDA ISP 的 MIPI CSI-2 相机软件（英文）
• 支持远程控制与长时间运行的 CLI 应用

进行中：

• 带自标定的 RAW 域色差去除（英文）
• GPU 上的 RAW 拜耳编解码器
• 支持 XIMEA xiB、xiX-XL 与 xiX-Xtreme 相机系列

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关于作者

Fyodor Serzhenko 博士，Fastvideo 创始人兼 CEO。他于 1993 年在莫斯科物理技术学院（MIPT）获得博士学位。自 2009 年起，他一直领导 Fastvideo 基于 GPU 的图像编解码器与 ISP 模块（包括 Fastvideo SDK）的开发。LinkedIn。

为什么这些结果可信

Fastvideo 自 2009 年起开发基于 GPU 的图像处理软件。我们的编解码器严格遵循相关标准 — JPEG（ITU-T T.81 / ISO IEC 10918）与 JPEG2000（ITU-T T.800 / ISO IEC 15444），开源工具详见 GitHub。我们公布的每一项性能数据均可复现：请参阅测试方法（英文），下载 Fastvideo SDK 基准报告（PDF），并在您自己的 GPU 上测量。