SiliconSoftware / 휴대용 이미지 처리 시스템 MultiChannel2Go
조명이 다른 상황을 위해 이미지 처리 시스템을 실현하는 것은 종종 높은 지출로 연결될 수 있다. MultiChannel2Go는 한 대의 흑백 라인 스캔 카메라를 사용해 단번에 다른 조명으로 이미지를 수집하는, MSTVision의 소형 휴대용 이미지 처리 시스템이다.
이 기술을 여러 대의 카메라로 쉽게 확장해 검사 폭을 늘릴 수 있다. 특히 이 솔루션에서 독창적인 것은, 교환 가능한 표준 구성 요소와 사전에 구성되고 쉽게 변수화된 소프트웨어다. 따라서 방사성 스테레오(radiometric stereo) 및 멀티 스펙트럼 이미징과 같은 복잡한 다중 채널 애플리케이션을 신속하고 비용 효율적으로 구현할 수 있다.
다중 채널 시스템은 단 하나의 패스에서 상이한 각도 또는 상이한 파장으로부터의 8가지 상이한 조명 유형을 갖는 대상의 다중 채널 이미지 캡처를 가능하게 한다.
시스템에는 특수 전자장치가 없는 표준화된 구성 요소만 사용된다. 포괄적인 구성 가능성으로 다양한 애플리케이션을 구현할 수 있으며, 고객은 풍부한 전문지식 없이 신속하게 자체 애플리케이션을 구현할 수 있다.
이미지 처리 시스템은 사용자를 위해 작업을 단순화한다. 최대 8개의 트리거가 가능한 라인 라이트(triggerable line lights)와 같은 표준 하드웨어, 쉬운 케이블링을 갖춘 라인 스캔 카메라, 투명 테이블이 있는 이동식 직선 축으로 구성된 조명 구성은 유연한 상호교환이 가능하다.
이 시스템은 조명 상황의 정확한 타이밍을 사용해서 설치된 구성 요소의 한계를 활용한다. 매우 짧은 라인 스캔 카메라 노출 시간이 달성된다.
통합된 이미지 수집 보드(frame grabber)가 있는 기존의 PC 대신에, Silicon Software의 LightBridge2 외부 프레임 그래버를 프로그램이 가능한 FPGA(Field-programmable gate array) 프로세서와 소형 Intel NUC(Next Unit of Computing) 미니 PC를 이미지 소스에 직접 연결할 수 있다.
NUC-PC는 최종 이미지 처리 및 분석을 통해 이미지 출력까지 진행되는 작은 PC이다. 프레임 그래버의 FPGA는 조명과 카메라의 동기 트리거링 및 수집된 이미지 데이터의 실시간 정렬을 허용해서 NUC-PC의 CPU 부하를 현저하게 줄인다. NUC-PC 대신 선택사양인 산업용 PC를 긴 Thunderbolt™ 광섬유 케이블과 물리적으로 분리된 외부 프레임 그래버에 연결할 수 있다. 제조환경에서의 설치에 특히 적합하다.
다목적 용도를 위한 이미지 처리 시스템
조명, 카메라, NUC PC 및 외부 프레임 그래버로 구성된 시스템의 상단 부분은 분리 가능하기 때문에 다른 이미지 처리 시스템에 쉽고 유연하게 통합될 수 있다.
전체 시스템은 이동 및 사용이 쉬우며 변경에 대한 큰 지출이 필요하지 않다. 사용자는 짧은 시간에 평가를 수행하고 복잡한 시스템을 구축하거나 개별 제조업체에 의존하지 않고 원하는 하드웨어 구성 요소를 사용할 수 있다.
뿐만 아니라 카메라 센서에 따라 다양한 파장을 조명에 사용할 수 있다. 사용자는 이 유연한 시스템을 사용해 미리 테스트할 수 있다. 또한, 이미 일상적으로 사용되는 애플리케이션을 위해 수정되고 제한된 기간 동안 시스템을 임대하거나, 자체 테스트 실험실에서 장기간 운영하기 위해 시스템을 구입해 수정 없이 고품질의 이미지 소재를 비롯한 건전한 타당성 분석을 생성할 수 있다.
그래픽적으로 프로그램이 된 하드웨어 애플릿(Applet)
MSTVision은 카메라와 조명의 이미지 및 신호 제어를 위해 VisualApplets 개발 환경을 사용해 다중 채널 애플리케이션용 하드웨어 애플릿을 개발했다.
Camera Link의 기존 이미지 수집 디자인을 기반으로 애플릿은 그래픽 사용자 인터페이스를 사용해 짧은 시간에 생성했으며, 외부 프레임 그래버의 FPGA에 포트 됐다.
애플릿을 사용함으로써 타이밍 및 조명 지속 시간뿐만 아니라, 카메라 트리거링 및 그에 동기화 된 노출 시간이 정확하게 결정된다. 다중 채널 애플릿은 CPU를 로드하지 않고 각 조명 상황에 대해 기록된 선을 단일 이미지 채널에 할당한다. 모든 이미지 채널의 개별 픽셀이 정확히 동기화돼 획득되므로 개별 이미지의 위치를 수정하는 알고리즘이 필요하지 않다.
애플릿은 핸들링이 쉬운 소프트웨어에서 매개 변수화할 수 있고, 바로 사용할 수 있도록 사전 구성돼 있다. 사용자는 자신의 애플리케이션에 대한 타이밍을 유연하게 정할 수 있다. 쉬운 설정 제어를 위해 출력에서 예상되는 신호 타이밍이 시각화된다.
애플릿을 고객 자신의 소프트웨어 환경에 통합하기 위해 사전 프로그래밍이 된 SDK(Software Development Kit) 샘플 코드가 제공된다. 인터페이스는 널리 사용되는 모든 이미지 처리 라이브러리에 존재한다. 다른 카메라 인터페이스의 경우 애플릿을 다른 하드웨어 플랫폼으로 이식할 수 있다.
이 이미지 처리 시스템에서는 다른 파장을 사용할 수 있다. 다른 각도와 시간 지연 및 광도를 설치할 수 있으며, 몇 가지 예를 들어 매우 높은 해상도에서 최대 200kHz의 다중 스펙트럼 이미징 또는 방사성 스테레오(radiometric stereo, 음영으로 만든 모양)를 구현할 수 있다.
시스템 비용 절감을 통한 유연한 고성능 시스템
한 개 또는 여러 개의 라인 스캔 카메라 및 프로그램이 가능한 프레임 그래버와 다양한 조명을 결합하면, 복잡성과 전반적인 시스템 비용을 줄일 수 있다.
하드웨어는 대폭 감소됐고 자유롭게 선택 가능하며 상호 교환할 수 있다. 한편으로는 외부 프레임 그래버를 사용해 이미지 획득을 선택적으로 실현할 수 있는 물리적 분리와 긴 광섬유 케이블을 통한 연결을 사용해 호스트 PC를 사용하는 이미지 평가가 추가로 가능하다.
하드웨어 플랫폼이나 소프트웨어에 대한 변경이 거의 필요하지 않으므로 다중 채널로의 이송은 매우 간단하다. 복잡한 소프트웨어는 완전히 생략된다.
Stelzl은 “전체 시스템은 프레임 그래버와 VisualApplets를 통한 빠르고 쉬운 FPGA 프로그래밍을 사용해 신호 제어 및 이미지 처리를 위한 데이터 대역폭, 속도 및 정밀도 면에서 높은 성능을 구현합니다. LightBridge 2는 지능형 제어 센터로서 애플리케이션의 기능을 수행하므로 매우 콤팩트한 PC를 사용할 수 있습니다. 또한, 멀티 채널은 멀티 플렉스 조명 상황에서 라인 스캔 카메라 애플리케이션에 가장 쉬운 경로입니다.”라고 설명한다.
그는 미래를 위해 멀티 채널 시스템과 애플릿을 더 강력한 프레임 그래버 시리즈 및 CoaXPress와 같은 카메라 인터페이스에 이식해, 콘센트 노즐을 사용한 분류와 같은 애플리케이션을 더욱 효율적으로 제어할 계획이다.
자료 제공 : SiliconSoftware(www.silicon.software)
