rauscher0117技術記事

GigE Visionは長い間、画像処理の世界で欠くことのできない部分でした。 ただし、GigEの120 MB / s転送パフォーマンスは現在のカメラの速度を遅くします。 "Nbase-T"より ラウシャー 同じケーブルと同じソフトウェアを使用して、1 Gbpsから5 Gbpsへの圧縮なしの転送パフォーマンスを向上させます。


2006年のGigE Visionの発売に続いて、今日、50のAIA調査に続いて、すべての新しいカメラの%にGigE Visionインターフェイスが装備されています。 もちろん、他のすべてのカメラインターフェイスには、アプリケーションと市場があります。 ただし、広範囲のアプリケーションでは、現在GigE Visionが好まれています。 ケーブル接続、安定性、マルチカメラのセットアップへの適合性、メーカーに依存しない標準化およびコストの面での費用対効果の高いインターフェースの利点はよく知られています。

しかし、10が長年にわたって世界中で良好で安定していることが証明されたことは、今日の新しいアプリケーションの特定の弱点を明らかにし始めています。 120年前の約10 MB / sの転送パフォーマンスは、以前のセンサーの帯域幅要件と同等でした。 しかし、特に近年では、センサーの開発が飛躍的に進歩し、新しいセンサーのトレンドが帯域幅の要件に拍車をかけています。 より多くの解像度、CCDから高速CMOSセンサーへの変更、およびカラーまたはハイパースペクトルセンサーの出現の増加により、GigEはますますパフォーマンス制限に達します。 SonyおよびOnsemiの現在のCMOSセンサーは400 MB / sの領域にあり、GigE Visionによってそれに応じて調整されます。

GigE Visionを加速

120 MB / sの限られた転送パフォーマンスによって速度が低下せず、GigE Visionをその利点と共に使用するために、一部のカメラメーカーは、しばらくの間圧縮技術を提供しています:画像データはカメラで圧縮され、標準のGigEを介してエンコードされたコンテンツとして送信されます。 製造業者によると、2から4の係数を使用して、GigEの1 Gbps帯域幅により多くのデータを押し込めます。 ただし、この圧縮は常に画像コンテンツに依存し、もちろんPC側では、画像解析の前にソフトウェアの解凍を行う必要があります。

画像データを圧縮したり、新しいインターフェイスに変更したりすることなく、GigEと現在のセンサー間の帯域幅のギャップを埋めるために、Nbase-Tと呼ばれる標準が登場します。

Nbase-Tは、GigEと同じ物理層で動作するイーサネット標準ですが、2.5または5.0の係数によって加速されます。 したがって、データは同じRJ45コネクタを介して、5 MB / sまでの未変更のGigE Visionプロトコルで圧縮されていない、6 mまでの既存のCAT100e / CAT500ケーブルを介して送信されます。

Nbase-Tの背後にいるのは誰ですか?

もちろん、Nbase-T標準はイメージング業界ではなく、Intel、Cisco、Xilinx、Marvell、Qualcomなどの著名な企業を含む60社以上のコンソーシアムによって推進されています。 既存のCAT5e / CAT6ケーブルを介したより高い伝送速度の必要性は、オフィス環境、研究センター、住宅地などに現在敷設されている約700 mm kmの銅ケーブルによってIT環境でも同様に与えられます。 現在、モバイルデバイスを使用して最大5 Gbpsの次のアクセスポイントへのワイヤレス接続を構築した後、既存のネットワークインフラストラクチャの1GBpsボトルネックに進化しました。 そのため、帯域幅を大幅に増やす必要性が大いにあります。 ただし、10 mを最大限に活用するには、6 GigEに光ファイバー伝送またはCAT100aケーブルが必要です。 10GigEの物理メディアを変更すると、莫大な費用と費用がかかるため、業界の目標は既存のメディアへの帯域幅を大幅に増やすことです。 したがって、Nbase-Tは、巨大なターゲット市場を持つ大規模な業界によって推進されています。

画像プロセッサには何が含まれていますか?

GigE Visionプロトコルの大きな利点の1つは、実際のアプリケーションでは目に見えないものですが、物理イーサネット層から完全に独立していることです。 Nbase-Tはこれを変更するだけなので、GigE Vision 100%は、ソフトウェアやファームウェアを適合させることなく透過的に転送できます。 GigE Visionカメラzの場合、現在すでに使用されているメカニズム。 B. 10 GigEスイッチでマージするか、Wifiを介してワイヤレスで送信します。

利点は明らかです:1つのNbase-Tトランスミッター(カメラ)と1つのNbase-Tレシーバー(ネットワークカード)のみを使用することにより、非圧縮の高速画像転送を実装できます。これは、GigE Visionソフトウェアに基づく100%です。

したがって、画像処理ソフトウェアは、現在のとおりに使用できます。 Nbase-Tネットワークカードは、標準イーサネットアダプターとしてオペレーティングシステムで報告され、標準イーサネット参加者としてNbase-Tカメラが報告されます。 GigE Visionプロトコル全体は通常通り実行されます-500 MB / sだけです。 長いケーブル配線、分散システム、電源用のPower over Ethernet、データライン経由のリアルタイムトリガー用のIEEExnumx Precision Timeプロトコル、伝送速度の自動ネゴシエーション、異なる速度または異なるメディア(ケーブル/ワイヤレス)を介したデバイスの混合操作などのすべての利点が依然として可能です、

カメラ開発者およびユーザー向けのコンポーネント

Nbase-TはIT業界で急速に定着しており、ネットワークカード、スイッチ、PHYデバイス、プロトコルアナライザー、イーサネットコントローラーなどのNbase-T製品が標準となっています。
画像処理専用の2つの製品カテゴリがあります。Nbase-TコンソーシアムのメンバーであるPleoraは、OEM向けのNbase-Tカメラインターフェイスを示しています。 したがって、特殊カメラの開発者やフラットパネル検出器などの他のイメージングデバイスは、完成したNbase-Tインターフェイスをシームレスに統合できるため、5 GBpsへのデータスループットが即座に向上します。 このPleoraテクノロジーは、独自のハードウェアで100%と統合する場合、FPGA IPコアとしても利用できます。

また、e2vは、データスループットの向上が必要であると考えています:Eliixa +およびUniiqa +シリーズの最新のラインスキャンカメラは、2 kHz(> 4 MB / s)までのモノクロまたは140 kHzまでのカラーで560kまたは100k解像度を提供します。 特に、ラインスキャンカメラを使用するアプリケーションでは、長いケーブルが必要になることが多く、マルチカメラシステムもよく見られます。 したがって、これらのカメラでは、ネットワーク伝送の要求がますます大きくなっています。 ただし、外部CL-10gig光ファイバーコンバーターを使用した10GigEは、高コストでのみ実装できます。1GigEの場合、これはラインレートの大幅なトリミングによってのみ実現できます。 Nbase-Tを搭載した新しいモデルは、高い転送パフォーマンスと長いケーブル長というすべての利点を兼ね備えていると同時に、ライブラリを変更せずに既存のソフトウェアを使い続けることができます。

5倍のパフォーマンス

したがって、Nbase-Tはマシンビジョンコミュニティの新しいインターフェイスではありません。 これはIT業界のテクノロジーであり、既存のインフラストラクチャで5を使用することにより、GigE Visionの効率が向上します。 学習し直したり開発したりすることなく、CAT5e / CAT6ケーブルのエレガントで安価な配線と実績のあるGigE Visionプロトコルを組み合わせることで、ユーザーは高速化の恩恵を受けることができます。
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