무손실 압축: 프레임률 최대화 및 GigE 대역폭 제한 능가

움직이는 대상으로부터 최대한 많은 세부 정보를 얻는 것이 중요해지면서 시스템 개발자는 가능한 최소의 비용 또는 추가 비용 없이 이미지 품질을 저하시키지 않고, 프레임률을 높일 수 있는 방법을 끊임없이 찾고 있습니다.

무손실 압축 기능 소개

• 최고 70% 더 높은 최대 프레임 속도를 제공합니다. 이미지 크기가 감소하면서 카메라의 전체 처리량이 줄어들어 GigE 인터페이스 대역폭 제한인 ~120MB/s를 뛰어넘는 GigE 카메라의 최대 프레임률을 높일 수 있습니다.
• 하나의 버스에서 카메라 수를 늘립니다. 링크를 통한 전체 데이터 전송이 낮아지므로, 사용자는 동일한 버스/연결에서 다른 카메라의 이미지 품질이나 프레임률 줄이지 않고도 하나의 버스에 더 많은 카메라를 장착할 수 있어 추가 호스트 어댑터가 필요하지 않게 되어 비용이 절감됩니다.
• 디스크 공간 사용량을 최소화합니다. 이제 압축된 형식으로 이미지를 저장하여 호스트 시스템의 디스크 사용량을 줄이고 디스크에 이미지를 쓰는 데 필요한 시간을 줄일 수 있습니다.’
• 이미지 데이터 100% 유지, 패킷 손실 없음
• 무료입니다! 추가 비용 없음

작동 방식

무손실 압축은 당사의 독점 알고리즘을 사용하여 이미지 데이터를 압축하는 일부 Teledyne FLIR GigE 기계 비전 카메라에서 사용할 수 있는 기능입니다. 데이터를 호스트로 전송하기 전에 카메라에서 압축하기 때문에 카메라는 이미지 데이터를 100% 유지하면서도 데이터 전송에 더 낮은 대역폭을 활용하여 더 높은 최대 프레임률로 데이터를 전송할 수 있습니다. 데이터가 호스트로 전송되면 압축을 풀거나 디스크의 사용 공간을 줄이기 위해 더 작은 압축 형식으로 저장할 수 있습니다.

무손실 압축을 사용하는 경우

지능형 트래픽 시스템(ITS), 공장 자동화, 검사, 로보틱스, 스포츠 분석 등 고속 및/또는 고해상도 어플리케이션에 사용되는 비전 시스템은 기가비트 이더넷의 자연적인 대역폭 제한과 맞닥뜨리고 있습니다. 단일 스위치에 연결된 다중 GigE 카메라를 사용하는 어플리케이션의 경우 이는 특히 까다로운 문제입니다. 이러한 사용 사례에서 시스템 설계자는 어쩔 수 없이 비용 및 고장 원인을 증가시키는 다중 호스트 어댑터를 사용하거나, 단일 호스트 어댑터를 사용하기 위해 해상도 및/또는 프레임률을 타협해야 하는 경우가 많습니다.

무손실 압축 기능을 사용하면 이미지 품질 저하 없이 카메라에서 전송되는 데이터량 절감, 대역폭 사용량 저하 및/또는 최대 프레임률 증가 등이 가능하므로 이러한 상황에서 특히 유용합니다. 즉 무손실 압축 기능으로 이미지 데이터를 100% 보존하면서 카메라 대역폭이 인터페이스의 대역폭 제한을 넘을 수 있습니다.

다중 GigE 카메라 사용 사례

무손실 압축의 가치를 입증하기 위해 서로 다른 지점에서 라인을 따라 배치된 3개의 5MP 카메라가 필요한 컨베이어 기반 시스템의 사용 사례를 살펴보겠습니다. 시스템이 정확한 출력을 제공하려면 이 카메라 중 2대는 20FPS에서, 세 번째 카메라는 30FPS에서 작동해야 합니다. 또한 이 사례에서는 산업 환경과 필요한 케이블 길이 때문에 기가비트 이더넷을 사용해야 합니다.

그림 1: 호스트 PC에 연결된 3대의 표준 BFS-PGE-50S5C 카메라.

이러한 시스템은 일반적으로 위의 그림 1에 보이는 바와 같이 설정됩니다. 호스트 PC는 3개의 기가비트 NIC(네트워크 인터페이스 카드)에 각 BFS-PGE-50S5 카메라당 하나씩 연결됩니다.’ 기가비트 인터페이스의 대역폭 제한으로 인해 카메라는 네트워크 인터페이스 카드를 공유할 수 없습니다(즉, 각 카메라의 데이터 전송 요구 사항이 한 NIC의 대역폭 제한에 근접함).’’ 세 번째 카메라는 프레임률 요구 사항이 더 높기 때문에 1GigE NIC에서 사용 가능한 대역폭을 유지하기 위해 해상도도 저하시켜야 합니다. 3GigE NIC를 사용하면 비전 시스템 설계자는 설치에 더 많은 비용을 써야 할 뿐만 아니라 세 번째 카메라의 이미지 디테일도 저하되어 이 애플리케이션의 이상적인 결과물을 얻을 수 없습니다.

그림 2. 무손실 압축을 사용하면 “회색으로 표시된” GigE NIC가 더 이상 필요하지 않습니다.

무손실 압축이 활성화된 경우(1~1.8의 압축 비율을 가정), 동일한 시스템으로 처음 두 카메라를 단일 인터페이스 카드에서 작동할 수 있으므로 이전 설정의 전체 NIC를 제거하여 공간을 절약하고 장애 지점을 줄이며 설계 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 세 번째 카메라는 최대 5MP 해상도에서 필요한 30FPS를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 이전 설정보다 낮은 대역폭을 사용하여 CPU 리소스를 절약할 수 있습니다.

요약하자면, 무손실 압축을 활성화하면 카메라의 해상도를 낮추지 않고도 카메라의 최대 프레임률(최대 센서 속도)을 높일 수 있습니다. 또한 링크를 통한 데이터를 더 낮출 수 있어 주변 장치의 수가 줄어들고 CPU 사용량이 감소합니다. 이러한 독창적인 기능을 통해 시스템 비용을 절감하고, 프레임률을 활성화하며, 장애 지점이 줄어들고, 이미지 데이터를 100% 유지면서도 – 추가 비용이 발생하지 않습니다.

지원되는 카메라 모델

무손실 압축 기능은 가장 인기 있는 Blackfly S GigE 모델에서 사용할 수 있습니다.

자세한 지침을 보려면 ‘무손실 압축을 활성화하는 방법”을 클릭하십시오.

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