Basler의 독보적인 Beyond 기능
ace 2 Pro 및 ace 2 X UV 카메라는 비전 시스템의 성능 향상과 운영 비용 절감을 동시에 실현하는 독자적인 기능을 제공합니다. Basler의 Beyond 기능은 다수의 특허를 보유하거나 출원 중인 기술로, 업계 유일의 차별화된 경쟁력을 갖추고 있습니다.
Compression Beyond 기술로 GigE에서 더 빠른 프레임 속도 구현
기가비트 이더넷(GigE)의 대역폭이 시스템의 성능을 제한하고 있습니까?
Basler의 신규 온보드 기능인 Compression Beyond로 대역폭을 더욱 효율적으로 활용해 보세요.
최소한의 노력으로 누리는 최대 GigE 성능: Compression Beyond
머신 비전용 기가비트 이더넷(GigE Vision)은 전문 이미지 처리 분야에서 다양한 이점을 제공합니다. 예를 들어, 멀티 카메라 시스템을 유연하게 구현할 수 있고, 비용 효율적인 네트워크 케이블을 사용해 최대 100미터 거리까지 연결이 가능합니다. 동시에 최대 120MB/s의 전송 속도는 많은 머신 비전 어플리케이션에서 충분한 성능을 발휘합니다.
하지만 해상도와 프레임 속도의 고도화 트렌드는 더 높은 데이터 전송 속도에 대한 수요를 지속적으로 증가시키고 있습니다. CoaXPress 2.0이나 10GigE 같은 새로운 인터페이스 기술을 활용하면 최대 10배의 데이터 전송 속도를 확보할 수 있지만, 대부분의 머신 비전 어플리케이션에서는 이 정도의 속도까지는 필요하지 않고, 도입 비용 역시 상당히 증가합니다.
이에 대한 해답은 ‘대역폭의 효율적인 활용’입니다. 카메라 내부에서 데이터를 직접 압축하면 이미지 콘텐츠에 따라 2~3배 향상된 프레임 속도를 구현할 수 있습니다.
Compression Beyond는 어떻게 작동할까요?
이미지 데이터는 카메라 내부의 고성능 FPGA를 통해 실시간으로 압축됩니다.
이 손실 없는 압축 방식의 기본 원리는 ‘중복 제거’에 기반합니다. 과거에 널리 사용된 모스 부호처럼, 이미지 압축 역시 '코딩' 개념을 활용합니다. 즉, 개별 메시지나 데이터 블록에 코드값을 부여하는 방식입니다. 자주 나타나는 비트 패턴에는 짧은 코드가, 드물게 나타나는 패턴에는 긴 코드가 할당되어 평균적으로 데이터 양을 줄일 수 있습니다.
결과적으로, 중복성이 많은 이미지는 더 높은 압축률을 달성할 수 있으며, 실제로 얼마나 압축 효과가 있는지는 이미지 콘텐츠의 특성에 따라 달라집니다.
이미지 비교
Basler 전용 코드북 기반 압축 방식
Compression Beyond는 Basler가 머신 비전 어플리케이션에 최적화해 개발한 전용 코드북을 기반으로 작동하며, 이는 시장에서 독보적인 기술입니다. 엔트로피 코딩 원리를 활용한 이 방식은 이미지 품질 손실 없이 데이터를 압축할 수 있어, 원본 그대로의 품질을 유지하면서도 데이터 용량을 대폭 줄여줍니다.
또한, 압축된 상태로 이미지 데이터를 저장할 수 있어 저장 공간을 절약하고, 결과적으로 비용까지 절감할 수 있습니다.
모든 어플리케이션에 동일한 압축 수준이 필요한 것은 아닙니다. Basler는 고객에게 최대한의 유연성을 제공하기 위해 한 단계 더 나아갑니다. 어플리케이션에 가장 적합한 이미지 크기와 품질의 균형을 찾을 수 있도록, 압축 비율을 사용자가 직접 조절할 수 있으며, 필요에 따라 손실 압축 옵션까지 선택해 최적의 결과를 얻을 수 있습니다. 해당 기능에 대한 자세한 내용은 FAQ에서 확인해 보세요.
Pixel Beyond - 원하는 대로 픽셀 크기 설정
해상도는 낮추되 시야각(FOV)은 그대로 유지하고 싶으신가요? 기존의 제한적인 비닝(binning) 방식에 제약을 받고 계신가요? 더 높은 프레임 속도가 필요하거나 단종된 센서를 손쉽게 대체하고 싶으신가요?
Pixel Beyond는 요구에 맞춰 센서를 자유롭게 구성할 수 있도록 지원합니다.
원하는 픽셀 크기로 구현 – Pixel Beyond
센서의 인접한 픽셀 값을 결합하는 방식을 비닝(Binning)이라고 합니다. 비닝을 활용하는 이유는 다양합니다. 일부 사용자는 이미지의 밝기를 높이기 위해, 또 다른 사용자는 데이터 양을 줄이기 위해 비닝을 활용합니다. 더 높은 프레임 속도를 원하거나 단종된 센서를 손쉽게 대체하려는 경우에도 비닝이 효과적인 대안이 될 수 있습니다.
비닝은 해상도를 낮추면서도 동일한 FOV(Field of View)를 유지할 수 있으며, 신호 대 잡음비(SNR)나 다이내믹 레인지(Dynamic Range)와 같은 센서 성능도 향상시킬 수 있습니다. 이론적으로 처리해야 할 데이터 양이 줄어들고 프레임 속도는 빨라지며, 노출 시간이 짧아지거나 이미지가 더 밝아질 수 있습니다. 하지만 실제로는 기존 비닝 방식이 정수 단위의 고정된 비율로만 작동한다는 치명적인 한계가 있습니다.
Pixel Beyond의 주요 이점은 무엇인가요?
기존 비닝은 센서 수준에서 이루어집니다. 이 방식은 2×2, 3×3처럼 정수 배수로만 픽셀을 결합할 수 있기 때문에 해상도 역시 1/4, 1/9처럼 큰 단위로만 줄일 수 있습니다. 그러나 이러한 '점프식' 해상도 감소는 실제 현장에서는 비효율적이거나 오히려 방해가 되는 경우가 많습니다. 대부분의 어플리케이션에 적합한 이상적인 목표 해상도는 이 중간값에 위치하지만, 기존의 정수 비닝으로는 이를 구현할 수 없습니다.
Basler의 Pixel Beyond는 픽셀 크기를 유연하게 확장 가능하다는 점에서 결정적인 점을 제공합니다. 정수 배율뿐 아니라 소수 배율도 지원하므로 훨씬 더 유연하게 활용할 수 있습니다. 그 결과, 센서의 최대 해상도와 1/4 해상도 사이의 모든 해상도를 자유롭게 구현할 수 있습니다. 이 픽셀 전처리 과정은 고성능 FPGA를 통해 카메라 내부에서 직접 처리되며, Basler가 자체 개발한 혁신적인 보간(interpolation) 방식이 기반이 됩니다.
Pixel Beyond는 해상도 맞춤 설정을 통해 가용 대역폭 사용 효율을 극대화하고, 호스트 시스템의 데이터 처리 부담을 획기적으로 줄여줍니다. 또한 단종된 센서도 간단하게 대체할 수 있어, 비전 시스템 전체를 재설계할 필요 없이 안정적인 운영이 가능합니다.
기존의 보간 방식(예: nearest-neighbor, (bi-)linear)은 센서 특성을 정확히 재현하지 못해 EMVA 데이터의 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있지만, Pixel Beyond는 이를 정확하게 시뮬레이션하여 실제와 같은 결과를 제공합니다.