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Compression Beyond를 통해 더 빠른 GigE 프레임 속도 구현

기가빗 이더넷의 대역폭이 시스템의 성능을 제한하고 있습니까?

Basler의 새로운 카메라 내장 기능인 Compression Beyond를 통해 보다 효율적인 대역폭 사용의 이점을 누려보세요(2019년 4분기부터 ace 2 Pro에서 사용 가능).

최소한의 작업으로 GigE 극대화: Compression Beyond

머신 비전용 기가빗 이더넷 (GigE Vision) 머신 비전용 기가빗 이더넷(GigE Vision)은 전문 화상 처리 분야에서 다양한 이점을 제공합니다. 예를 들어, 멀티 카메라 시스템을 최적으로 구현할 수 있고 최대 100m나 되는 거리를 비용 부담없이 네트워크 케이블로 연결할 수 있습니다. 100 MB/s의 데이터 전송 속도는 수많은 화상 처리 애플리케이션에서 작업하기에 매우 충분한 속도입니다.

그러나, 더 높은 해상도와 더 빠른 프레임 속도를 추구하는 현재의 트렌드로 인해 데이터 전송 속도에 대한 기대 수준도 갈수록 높아지고 있습니다. 그러나 많은 경우 이러한 애플리케이션에서는 CoaXPress 2.0나 10GigE와 같은 새로운 인터페이스 기술을 통해 데이터 전송 속도를 10배나 향상시킬 필요가 없으며 이는 오히려 비용만 크게 증가시킬 수 있습니다.

해결책은 대역폭을 보다 효율적으로 사용하는 것입니다. 카메라에서 데이터를 직접 압축함으로써 개별 이미지 콘텐츠에 따라 프레임 속도를 2배에서 3배까지 향상시킬 수 있습니다.

Compression Beyond의 작동 원리

이미지 데이터는 강력한 FPGA를 사용하여 카메라에서 직접 압축됩니다.

이미지 데이터를 손상 없이 압축하는 기본 원리는 중복성 활용에 기반을 두고 있습니다. 과거에 널리 사용되던 모스 부호와 마찬가지로, 이미지 데이터의 압축은 코딩이라는 기술을 포함합니다. 즉, 코드가 개별 메시지 나 데이터 블록에 할당됩니다. 보다 빈번하게 발생하는 비트 패턴은 더 짧은 코드를 수신하고, 발생 빈도가 낮은 비트 패턴은 더 긴 코드를 수신합니다. 평균적으로 볼 때, 이처럼 중복성을 줄여 데이터 양을 최적화 할 수 있습니다.

따라서 중복성이 많은 이미지는 더 많이 압축할 수 있습니다. 압축의 실제 성능은 각 이미지 콘텐츠에 따라 다릅니다.

이미지 비교

Original image without Compression Beyond
Original image without Compression Beyond
Image with Compression Beyond at compression factor 2.6
Image with Compression Beyond at compression factor 2.6

Basler 코드북을 통한 인코딩

이러한 데이터 정보의 인코딩은 코드북을 사용하여 수행됩니다. Basler가 개발한 Compression Beyond 기능은 머신 비전 애플리케이션에 최적화된 코드북을 기반으로 하므로 시장에서 독보적인 입지를 자랑합니다. 엔트로피 코딩의 원칙을 통해 이미지 데이터의 손실 없이 이를 압축하므로, 데이터 양을 큰 폭으로 줄이면서도 이미지 품질은 완전한 상태를 유지합니다.

또한 이미지 데이터를 압축된 형식으로 저장할 수도 있습니다. 이 경우 저장 용량이 줄어드므로 결과적으로 비용도 절감됩니다.

모든 애플리케이션에 동일한 수준의 압축 작업이 필요한 것은 아닙니다. 여유 공간을 최대한 많이 확보하기 위해, Basler는 한 단계 더 나아갑니다. 애플리케이션의의 이미지 크기와 이미지 품질 간의 최적의 균형을 찾기 위해 압축 팩터를 개별적으로 조정하고 손실이 발생하지만 더욱 강력한 압축 방법을 선택해 원하는 요구 사항에 가장 적합한 결과를 얻을 수 있습니다.

Compression Beyond 이용 가능 카메라 모델(2019년 4분기 이후):

카메라 모델 제품군 해상도 센서 프레임 레이트 모노크롬/컬러 인터페이스 제품 준비 여부
a2A1920-51gcPRO ace 2 Pro 2.3 MP IMX392 표준 프레임 속도: 51 fps
Compression Beyond: 최대 100 fps
Color GigE 양산: Q4/2019
a2A1920-51gmPRO ace 2 Pro 2.3 MP IMX392 표준 프레임 속도: 51 fps
Compression Beyond: 최대 100 fps
Mono GigE 양산: Q4/2019
a2A1920-160ucPRO ace 2 Pro 2.3 MP IMX392 표준 프레임 속도: 160 fps
Compression Beyond: 최대 170 fps
Color USB 3.0 양산: Q4/2019
a2A1920-160umPRO ace 2 Pro 2.3 MP IMX392 표준 프레임 속도: 160 fps
Compression Beyond: 최대 170 fps
Mono USB 3.0 양산: Q4/2019
Vision Systems Configurator

사용 중인 애플리케이션에 어떤 카메라가 적합한지 잘 모르시겠습니까?

Basler의 Vision Systems Configurator가 비전 구성 요소를 올바르게 조합하도록 도와드립니다.

Vision Systems Configurator