Verwendung des Rahmenrechners für Industriekameras

Um die Bildrate einer Industriekamera zu berechnen, steht ein Programm zur Verfügung. Dieses Dokument war früher nach der Installation des SDK verfügbar. Der Bildraten-Rechner (eine Excel-Datei) befand sich im Ordner C:\Programme\Daheng Imaging\GalaxySDK\Doc. Derzeit können Sie den Bildraten-Rechner in unserem Download-Bereich herunterladen.

In diesem Beispiel verwenden wir den Bildratenrechner für die USB3-Kamera MARS-1230-23U3X und erläutern die verschiedenen verfügbaren Optionen. Anschließend werden wir die wenigen Unterschiede zwischen einer USB3-Kamera und einem Gigabit-Ethernet-Framerate-Rechner hervorheben. Für die Gigabit-Ethernet-Kamera verwenden wir als Beispiel die Kamera MER-131-75Gx.

SCHRITT 1: ÖFFNEN DES BILDRATEN-RECHNERS DER USB3-KAMERA

Öffnen Sie den richtigen Bildraten-Rechner. Jede Kameraserie hat ihren eigenen Rechner.

Die folgenden Screenshots zeigen den Bildratenrechner der MARS USB3-Kamera. Je nach Kameratyp können sich einige Parameter (wie Binning oder Dezimation) unterscheiden. Es gibt mehrere Parameter, die wir im Bildratenrechner für verschiedene Zwecke ändern können, um die FPS (Bilder pro Sekunde) zu erhöhen oder die FPS zu verringern.

SCHRITT 2: BELICHTUNGSZEIT EINSTELLEN

Wir müssen mit "Belichtungszeit (USA)" beginnen. Dadurch wird festgelegt, wie lange der Sensor Licht erfasst. Wenn wir beispielsweise eine Belichtungszeit von 0,5 Sekunden hätten, könnten wir 2 Bilder pro Sekunde aufnehmen (1s/0,5s = 2 Bilder). Daher möchten wir diesen Wert so niedrig wie möglich halten, um zu vermeiden, dass dies der Flaschenhals unseres FPS-Ergebnisses ist. Normalerweise wird der Mindestwert für die Belichtungszeit durch die Einrichtung und die Umgebungsbedingungen festgelegt.

SCHRITT 3: INTERESSANTE REGION (BREITE / HÖHE)

Breite und Höhe bestimmen die Größe des verwendeten Sensors (in Pixel). Wir können entscheiden, dass eine Region of Interest (ROI) kleiner als die verfügbare Größe ist. Dies führt zu einem kleineren Bild und weniger Daten, somit können mehr FPS übertragen werden. Lesen Sie How to set a Region of Interest (R.O.I.) inside an industrial camera in 3 steps.

Beachten Sie, dass eine Verringerung der Bildgröße in einigen Fällen nicht zu einer Erhöhung der FPS führt. Beim MARS-1230 im Beispiel erhöht die Breitenreduzierung nicht die FPS, sondern die Höhenreduktion. Dies ist bei vielen Sony IMX-Sensoren normal. Bei OnSemi-Python-Sensoren erhöht sich die Framerate, wenn die Breite oder Höhe verringert wird.

SCHRITT 4: BINNING-OPTION

Einige unserer Kameraserien unterstützen Binning. Wenn die Kamera Binning unterstützt, ist dieser Parameter im Framerate-Rechner sichtbar. Pixel-Binning kombiniert Daten mehrerer Pixel zusammen (Standard ist 1 = kein Binning oder kombiniert 2/4 Pixel), so dass dies zu einer viel höheren Lichtempfindlichkeit führt. Wenn Pixel kombiniert werden, wird die resultierende Bildgröße stark reduziert, 4 Pixel Binning in Breite und Höhe führt dazu, dass der Wert von 4 horizontalen Pixeln zu 1 Wert kombiniert wird und dass 4 vertikale Pixel ebenfalls zu 1 Wert kombiniert werden. Dadurch werden statt 4x4 = 16 Pixel nun 1x1=1Pixel Daten übertragen. Daher werden die Daten um den Faktor 16 reduziert. Zum Beispiel ergibt 4096x3000 mit Binning auf 4 ein Bild von 1024*750 (die Software warnt uns, diesen Parameter zu ändern, um die korrekte FPS-Ausgabe zu berechnen).



Aufgrund der Warnmeldung müssen wir zuerst die Breite und Höhe korrigieren, um die korrekte FPS-Ausgabe zu sehen.



Da die Kamera immer noch alle Pixel auf dem Sensor auslesen muss, haben wir keine Erhöhung der FPS.

SCHRITT 5: DEZIMATION HORIZONTAL UND VERTIKAL

Die Dezimierung funktioniert ähnlich wie das Binning. Daten werden von allen Pixeln gesammelt, aber Werte von Pixeln in der Nähe werden einfach verworfen. Wenn Pixel kombiniert werden, wird die resultierende Bildgröße stark reduziert, eine 4-Pixel-Dezimierung in Breite und Höhe führt zu einer 1/16-Bildgröße.

Zum Beispiel ergibt 4096x3000 mit einer auf 4 eingestellten Dezimierung ein Bild von 1024*750 (die Software warnt uns, diesen Parameter zu ändern, um die korrekte FPS-Ausgabe zu berechnen).
Die Dezimierung ermöglicht es, ein Bild mit der gleichen Größe wie das Original aufzunehmen, sammelt jedoch weniger Daten, was zu weniger Rechenleistung und weniger übertragenen Daten führt.

Im Gegensatz zur ROI-Dezimierung hat dies keinen Einfluss auf die angezeigte Bereichsgröße.
Je nach Kameramodell kann es zu einer Erhöhung der FPS kommen.

SCHRITT 6: PIXELFORMAT (8/12)

8-Bit verwendet 256 Farb- oder Graustufen pro Kanal, während 10-Bit bis zu 1.024 Stufen pro Kanal und 12-Bit 4096 Stufen pro Kanal verwendet. Diese zusätzlichen Graustufen können für die Bildverarbeitung nützlich sein. Die meisten Displays sind jedoch 8-Bit, sodass Sie bei der Anzeige auf dem Bild aufgrund des Engpasses Ihres Bildschirms keinen Unterschied sehen werden.

Wenn Sie den Pixelformat-Wert von 8 (Standardwert) auf 12 einstellen, erhalten Sie ein Bild mit mehr Details, wodurch die gesammelten Daten erhöht und das FPS-Ergebnis verringert wird.

SCHRITT 7: DEVICELINKTHROUGHPUTLIMIT (BPS)

Dieser Wert bestimmt, wie viel Bandbreite für die Kamera verfügbar ist. In Multi-Kamera-Setups muss der Wert so eingestellt werden, dass jede Kamera eine feste Bandbreite zur Nutzung erhält, ohne andere Kameras zu stören. Die volle nutzbare Bandbreite beträgt 380000000 bps. Wenn Sie also 2 Kameras an einem USB3-Bus haben, hätte jede eine Bandbreite von 380000000/2 = 190000000 bps. Lesen Sie mehr unter Bandbreitenkontrolle mit mehreren Kameras.

SCHRITT 8: WEITERE OPTIONEN DES FRAMERATE-RECHNERS

Zusätzliche Optionen sind:

• MaxUSBControllerThroughput(Bps): Dies bestimmt die maximale Bandbreite, die vom USB-Controller verfügbar ist, der Standardwert ist 380000000 Bps. Normalerweise ändern wir diesen Wert nicht.
• AcquisitionFrameRateMode: Aktivieren oder deaktivieren Sie die AcquisitionFrameRate-Zahl, die Sie so eingestellt haben, dass sie eine feste Bildrate hat, die niedriger ist als die maximale Bildrate, die die Kamera erreichen kann.
• AcquisitionFrameRate: Sie können eine FPS-Zahl manuell einstellen, damit die Kamera konstant die gleiche Menge an FPS aufnimmt.

 

SCHRITT 9: VERSCHIEDENE PARAMETER BEI VERWENDUNG DER GIGABIT ETHERNET VISION CAMERA

In diesem Beispiel verwenden wir den MER-131-75Gx-Rechner.

Die meisten Parameter sind die gleichen wie für USB3-Kameras, wie in den vorherigen Schritten beschrieben. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Sie bei GigE-Kameras zur Begrenzung der Bandbreite Paketgröße (GevSCPS) und Paketverzögerung (GevSCPD) anstelle von DeviceLinkThroughput verwenden.

PRAKTISCHES BEISPIEL MIT DEM KAMERARECHNER MER-131-75GX.

Der MER-131-75Gx kann 75 FPS mit der gesamten verfügbaren Bandbreite von 1 GB erreichen. Wenn wir 2 der gleichen Kameras verwenden würden, müssten wir die FPS jeder einzelnen Kamera auf, max. fps> 75/2 = 37,5 FPS pro Kamera begrenzen.
Wir würden also den Rechner (GevSCPS) und (GevSCPD) einrichten, um dieses Ergebnis zu erhalten:


Dadurch wird sichergestellt, dass die übertragenen Daten beider Kameras nicht miteinander kollidieren.
Die 3 Felder unten sind Standardwerte und müssen nicht geändert werden.