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实时缓冲图像管路

传统的机器视觉摄像机按图像传感器的数据传输速率应与帧捕获器或PC相匹配的要求进行设计。然而,在不久的将来,普遍的图像数据传输速率就会超过10Gb/秒,今后几年会发展到30Gb/秒。这意味着,为完全利用这些CMOS传感器的图像采集潜力,需要有高性能接口方案。

 

现已出现了新标准(如CoaXPress)来应对这些速率,但要求使用高端帧捕获器和匹配的PC。

 

采用我们的缓冲图像管路技术,传感器发出的数据流与摄像机接口位置的数据流去耦。此过程通过在摄像机上使用新实时缓冲成像管路实现。其主要优点是视觉设备能够将高速图像采集功能与低数据传输速率接口结合(见下图)。

 

Buckets

 1:图像缓冲器(桶)从传感器高速接收图像数据流(第12步),同时将图像数据低速传输至摄像机接口(第1-5步)

 

 

缓冲成像管路结构的优点

 

以最低接口成本提升处理能力

 

 

具备高性能成像的成本优化系统基础设施用的卸载接口、帧捕获器和PC要求。高速图像采集(10亿像素/秒@10比特/像素或更快),与低成本/低数据传输速率接口(如GigE视觉、Camera Link Base)结合。

framegrabber

以优于CCD的速率和分辨率实现精度

 

 

散粒噪声限制成像:在摄像机内采用嵌入式处理,与高速采集的多幅图像结合,改善了图像的信噪比。实际上,低帧速率使得图像可以用低性能接口进行处理。见表中示例。

 

 

 

保持图像精度

 

 

配合Camera Link Base或Medium而非Camera Link Full接口,克服了高速摄像机链路配置的位深局限(最大8比特/像素)。

 

 

 

 

 

 对比表:
缓冲管路CMOS与直接管路CMOS和CCD


 

 

缓冲管路

CMOS

直接管路

CMOS

直接管路

CCD

 

6x 摄像机平均值

6xFG平均值

无平均值

采集速率

180帧/秒

180帧/秒

30帧/秒

链路速率

30帧/秒

180帧/秒

30帧/秒

链路结构

CL base FG, 1 根电缆

CL deca FG, 2 根电缆

CL base FG,1 根电缆

位深链路

10 – 12 比特

8 比特

10 – 12 比特

线性动态范围

约67-68分贝

受到8比特量化限制(48分贝,DN)

约63分贝

与CL-Deca相比,基础设施的成本节约

节约:达1500美元

-

节约:达1500美元

 


 

视觉系统的适用性与应用可能性

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除传统摄像机结构解决方案的好处/可能性外,配有缓冲成像管路的摄像机还能为OEM系统制造商实现以下好处/可能性:

 

  1. 以更低基础设施成本构建更快速的OEM视觉设备。

  2. 包含最新的高性能CMOS成像技术,并从中获益,可以利用现有(低速)接口,对OEM设备设计的影响最小。
  3. 优化检查或测量算法的性能,同时卸载帧捕获器/PC图像。

  4. 用1台摄像机就可以实现高速与高精度成像之间的切换,否则至少需要2台采用不同传感器技术的摄像机。

 

想要了解此项技术的更多细节?请联系我们。