Elaborare i dati delle immagini in modo efficiente
Ridurre i costi grazie a un'elaborazione delle immagini snella
Le moderne applicazioni di visione generano enormi quantità di dati. Il nostro sistema di riduzione dei dati utilizza la pre-elaborazione delle immagini per ridurre in modo significativo il volume dei dati, consentendo di utilizzare meno hardware, ridurre i costi operativi e aumentare l'efficienza.
4 motivi per scegliere il sistema di riduzione dei dati Basler
Fino all'80% in meno
La pre-elaborazione delle immagini tramite FPGA riduce notevolmente i requisiti di memoria e i costi di elaborazioneFlessibilità
Scegli la telecamera CoaXPress più adatta alle tue esigenze e abbinala a un frame grabber programmabileScalabile e a prova di futuro
Per sistemi CXP con un numero di telecamere compreso tra 1 e 99, espandibili a un sistema CoaXPress-over-FiberSnello
Riducete gli interventi di manutenzione optando per una configurazione semplice del sistema con un numero minore di componenti critici
Sistemi di visione caratterizzati da un elevato livello di precisione nei dettagli e tempi di ciclo rapidi:
Requisiti estremi per le architetture informatiche
CoaXPress, in quanto standard consolidato nel settore della visione artificiale, costituisce la base per sistemi di elaborazione delle immagini ad alte prestazioni; le telecamere vengono collegate all'architettura di elaborazione tramite schede di acquisizione CoaXPress.
4 terabyte di dati immagine ogni cinque minuti a una velocità di 108 Gbps
La quantità di dati immagine generati da tali sistemi di visione è enorme. Per elaborarli, molte architetture di calcolo sono progettate per inoltrare le immagini attraverso più unità di elaborazione, in genere PC industriali. Il primo fotogramma viene inviato alla prima unità; pochi microsecondi dopo, l'immagine successiva viene inoltrata alla seconda, e così via. Questo metodo di inoltro dei dati genera facilmente fino a 4 terabyte di dati immagine in soli 5 minuti!
Sistema di riduzione dei dati
La pulizia e la riduzione dei dati delle immagini rendono il sistema più efficiente
Qual è la situazione attuale per quanto riguarda la gestione del flusso sempre crescente di dati immagine? Nella pratica, si ricorre spesso ad architetture di elaborazione basate sull'inoltro dei dati: il fotogramma 1 viene inoltrato all'unità di elaborazione 1, il fotogramma 2 all'unità di elaborazione 2 e così via. I dati vengono suddivisi e inoltrati fino a quando la velocità di trasmissione non raggiunge un livello gestibile per le unità di elaborazione a valle.
Architettura informatica convenzionale
I frame grabber hanno l'unica funzione di trasmettere i dati delle immagini. Di conseguenza, le unità di elaborazione devono essere dotate di più GPU e CPU ad alte prestazioni.
La larghezza di banda in ingresso dei dati immagine rimane illimitata.
I costi elevati derivano dall'utilizzo di numerose GPU e CPU costose.
Architettura di calcolo per la riduzione dei dati
L'FPGA programmato della scheda di acquisizione immagini funge da catalizzatore per il sistema di visione. In primo luogo esegue la pulizia dei dati dell'immagine, ad esempio la correzione delle ombre. Segue poi la riduzione dei dati dell'immagine tramite segmentazione, come l'analisi dei blob.
La larghezza di banda in ingresso di 100 Gbps può essere ridotta a 2 Gbps.
Un sistema di riduzione dei dati riduce notevolmente il fabbisogno di potenza della GPU e della CPU.
I sistemi diventano fino all'80% più convenienti
Anche in termini di costi di investimento iniziali, il sistema di riduzione dei dati è fino al 28% più conveniente rispetto all'approccio tradizionale.
Per ogni anno di funzionamento della macchina, i costi di esercizio si riducono dell'80%.
Ciò significa che i risparmi nell'arco del ciclo di vita tipico, pari a circa dieci anni, ammontano anch'essi a circa l'80%.
Il confronto ha preso in considerazione i costi di acquisto di telecamere, schede di acquisizione immagini, sistemi host e GPU, nonché i costi operativi ricorrenti relativi all'archiviazione su cloud e al consumo energetico.
Un unico sistema, infinite possibilità
La scelta dei modelli di telecamera è flessibile quanto la loro combinazione all'interno del sistema. Allo stesso tempo, sia l'infrastruttura informatica che l'algoritmo utilizzato possono essere scelti liberamente. I componenti del sistema possono essere combinati e ampliati in qualsiasi momento.
Telecamere e obiettivi CoaXPress
Le telecamere CoaXPress vengono utilizzate quando il sistema di visione deve fornire immagini particolarmente dettagliate mantenendo al contempo un elevato numero di fotogrammi al secondo. Come mostra questo esempio, l'attività di ispezione viene spesso gestita da sistemi multicamera.
Schede di acquisizione immagini con pre-elaborazione delle immagini tramite FPGA
Il cuore di ogni sistema di riduzione dei dati è costituito da un frame grabber CoaXPress abbinato al software VisualApplets. Insieme, questi due elementi gestiscono la pre-elaborazione del flusso di dati immagine, prima ancora che i dati raggiungano il PC industriale.
In che modo si ottengono questi miglioramenti in termini di efficienza?
Identificate le aree rilevanti dell'immagine tramite l'analisi dei blob e liberate il vostro sistema dal sovraccarico di dati
L'ambiente di programmazione FPGA VisualApplets consente l'implementazione efficiente di numerose attività di elaborazione delle immagini, tra cui l'analisi dei blob. In questo processo, le aree di pixel contigue vengono separate dallo sfondo come oggetti indipendenti (bounding box) e descritte tramite caratteristiche quali la dimensione dell'area, la lunghezza del contorno e le coordinate del bounding box (classificazione).
Quando l'analisi dei blob viene eseguita durante la pre-elaborazione, la segmentazione avviene prima che i dati dell'immagine vengano memorizzati per la prima volta. Di conseguenza, solo le regioni di interesse (ROI) rilevanti vengono elaborate ulteriormente, il che riduce in modo significativo la quantità di dati da trasmettere e memorizzare.
Riduzione dei dati grazie alla compressione delle immagini
La compressione JPEG può ridurre notevolmente la quantità di dati per immagine. Anche con una moderata riduzione della qualità JPEG, dal 100% al 75%, il volume dei dati può essere ridotto fino all'86%, mantenendo comunque un'ottima qualità dell'immagine. In molte applicazioni è possibile ottenere una compressione ancora maggiore, aumentando ulteriormente il potenziale di risparmio.
La riduzione del volume dei dati comporta una notevole diminuzione dei costi di archiviazione, trasmissione ed elaborazione. Sebbene i frame grabber programmabili comportino costi di investimento aggiuntivi, questi si ammortizzano rapidamente. Dopo circa 14 giorni di funzionamento continuo a 60 fps, i costi di archiviazione risparmiati compensano l'investimento.
In un arco temporale tipico di due anni, nonostante i costi iniziali aggiuntivi, si ottiene un risparmio complessivo sui costi pari a circa l'85%. Da quel momento in poi, il sistema funziona in modo sempre più efficiente in termini di costi e offre margini per larghezze di banda maggiori e future espansioni.
Scopri di più sulla compressione JPEGNe vale la pena: quando si esamina la catena di elaborazione delle immagini, dal sensore all'FPGA della fotocamera fino all'architettura di elaborazione, spesso emergono potenziali miglioramenti in termini di efficienza.
Il nostro approccio olistico ai sistemi continua a conquistare i clienti, volta dopo volta.
La riduzione dei dati consente di ridurre notevolmente l'hardware informatico. Il risultato:
Sistemi di visione ad alte prestazioni con la massima efficienza in termini di costi.
In quali applicazioni è particolarmente utile la riduzione dei dati?
I sistemi convenzionali di elaborazione delle immagini raggiungono rapidamente i propri limiti quando le linee di produzione aumentano di velocità e devono al contempo soddisfare i più elevati requisiti di qualità. I sistemi di riduzione dei dati sono ideali per applicazioni ad alta velocità che richiedono la massima precisione di ispezione.
Come procurarsi un sistema di visione per la riduzione dei dati adatto alla propria applicazione
Per l'elaborazione delle immagini, offriamo la combinazione ottimale di telecamere CoaXPress ad area e a scansione lineare, ottiche di precisione, potenti schede di acquisizione immagini e software.
Realizziamo il tuo sistema di visione per la riduzione dei dati in men che non si dica
I nostri team di progetto implementano algoritmi per la pre-elaborazione delle immagini, quali la nitidezza, l'analisi dei blob, la compressione JPEG o soluzioni personalizzate, direttamente sull'FPGA 'dei frame grabber, in modo rapido ed efficiente.
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