AI 기반으로 이미지 데이터를 생성하는 NXT
IDS
IDS NXT 제품군의 산업용 카메라는 AI 기반으로 이미지 데이터에서 중요한 정보를 생성한다. 지능형 네트워킹 장치는 미래 지향적 산업 프로세스를 위한 구성 요소이다. 이 사이버 물리 장치는 표준화된 통신 프로토콜을 통해 통신하여 중요한 프로세스 정보를 교환한다. 비전 앱 기반 IDS NXT 플랫폼은 카메라 제조업체인 IDS(Imaging Development Systems GmbH)의 차세대 다용도 산업용 카메라다.
새로운 IDS NXT rio & rome 모델은 독창적인 비전 앱 컨셉과 함께 표준 산업용 카메라 하우징에 자유롭게 프로그래밍이 가능한 고성능 하드웨어를 통해, 이미지 제공 업체 이상의 새로운 디지털 산업용 카메라 단계를 나타낸다. 딥 러닝 알고리즘을 통해 자율적인 작업을 수행하거나 사전 처리된 데이터로 PC 애플리케이션 또는 머신 컨트롤러를 지원한다. GenICam 인터페이스를 갖춘 표준 산업용 카메라의 기능 및 데이터 전송 성능을 제공한다. 이 새로운 카메라 제품군을 통해 IDS는 두 장치를 하나로 결합한다.
IDS NXT 카메라는 앱 기반의 접근 방식으로 스마트폰 만큼 다양하다. 업계 표준 카메라 기능은 사용자가 소위 비전 앱으로 개별 이미지 처리 작업을 통해 쉽게 확장할 수 있다. 코드 찾기, 문자 또는 번호판과 같은 반복 작업, 개체 찾기, 측정, 계산 또는 식별과 같은 반복 작업을 신속하게 설정하고 변경할 수 있다.
‘Smart GenICam’ 을 통해, 이러한 비전 앱의 구성, 제어 및 결과는 HALCON과 같은 GenICam 호환 가능한 타사 애플리케이션의 카메라의 XML 설명 파일을 통해 사용할 수도 있다. 따라서 사용자는 제조업체의 펌웨어 업데이트를 오래 기다리거나 긴급히 필요한 카메라 기능으로 인해 다른 모델을 찾을 필요가 없다. Smart GenICam을 사용하면 추가 드라이버 소프트웨어 없이 다른 제조사 카메라 기능과 같은 GenICam 애플리케이션에서 자체 프로그래밍된 카메라 기능을 요청받고 실행할 수 있다.
카메라 기능은 IDS NXT 카메라가 장착된 PC의 일반 카메라 애플리케이션처럼 프로그래밍되며 버튼 클릭 한 번으로 카메라에서 비전 앱으로 실행하며 비전 앱 개발 키트로 변환된다. 이는 IDS NXT 제품군과 산업용 카메라와 완전히 다른 방식으로 개발됐기 때문이다. 또한 IDS NXT는 사용자 그룹의 작업 방법을 변경하지 않고 지원하는 것을 목표로 한다.
AI 기반 이미지 처리
카메라 하드웨어 플랫폼은 병렬로 작동하는 FPGA에 의해 지원되며 런 타임시 프로그래밍이 가능하여 전체 데이터 경로를 유연하게 사용할 수 있다. IDS가 개발 한 AI-Vision 앱을 통해 이 통합 FPGA는 잘 알려진 많은 신경망 아키텍처를 가속화 할 수 있는 AI 프로세서가 된다. 인공 신경 네트워크는 복잡한 이미지 컨텐츠를 정확하게 도달하지 못하고, 기본 알고리즘으로 수동 프로그래밍이 실현할 수 없는 솔루션을 제공한다. 인공 지능에 의해 강화된 이미지 처리는 어려운 이미지 처리를 가능하게 한다.
예를 들어, 생산 환경에서 오류율을 지속적으로 줄이려면 초기 단계에서 생산 오류를 감지하고 피해야 한다. AI 기반 절차는, 다양한 편차 및 오류를 완전히 예측하는 것이 거의 불가능한 상황에서도 새롭고 효과적인 접근 방식을 제공한다. 많은 수의 샘플 이미지로 신경망을 사용하는 카메라 소프트웨어는 이미지 데이터의 기능을 인식할 수 있다(특징 추출). 그런 다음 기능 관계 및 가중치 (특징 조합)를 통해, 주어진 결과 클래스 및 해당 확률에 대한 결론을 도출할 수 있다. 기계 학습을 통해 편차(비정상)를 감지하고, 물체를 분류하고, 표면의 품질 및 결함을 확인하거나, 인쇄 회로 기판 및 어셈블리를 확인한다.
광범위한 신경망은 광범위한 오픈 소스 프레임 워크, 고급 소프트웨어 및 서비스를 통해 사용자가 접근할 수 있다. 신경망 아키텍처는 복잡성, 정확성 또는 추론 시간에 대한 각 요구 사항을 충족시킨다. 산업 플랜트의 자동화 및 모니터링에서는 점점 더 적합한 이미지 데이터를 제공한다.
카메라에서의 이미지 정보
호환 가능한 네트워크 아키텍처를 위해 특별히 개발된 해석 프로그램 ‘IDS NXT ferry’는 훈련된 기존 신경망을 내장 비전 플랫폼에서 사용하도록 변환한다. 사용자는 다양한 작업을 위해 자신의 신경망을 IDS NXT 추론 카메라(inference camera)에 편리하게 사용할 수 있으며, 이미지 데이터를 생성 할뿐만 아니라 정보의 분석 및 평가도 직접 처리할 수 있다. 데이터 축소는 이미 카메라에서 분산적으로 이루어지므로 데이터 전송 시 대역폭 병목 현상이 발생하지 않는다.
이러한 ‘물리적 구성 요소’는 사물 인터넷 접근 방식에 따라 직접 프로세스 데이터를 사용할 수 있게 되어 산업 제조 프로세스의 자동화 및 처리 속도가 지속적으로 향상된다. 인공 지능의 FPGA 기반 가속은 신경망 아키텍처에서 단 몇 밀리 초의 추론 시간을 허용한다. 따라서 IDS NXT 플랫폼 기반 카메라는 공간 및 에너지 소비를 크게 줄이면서 결과의 정확성 및 속도 측면에서 최신 데스크톱 CPU와 보조를 맞출 수 있다. 신경망 가속기의 재 프로그래밍 기능은 향후 보안, 낮은 반복 비용 및 출시 기간 측면에서 추가적인 이점을 제공한다.
AI 기술은 매우 빠르게 발전하여 매달 새로운 프레임 워크와 아키텍처가 추가되고 있다. 하드웨어 플랫폼을 변경하지 않고도 소프트웨어를 통해 제조업체에서 소프트웨어를 통합할 수 있으며 사용자는 새 장치를 구입할 필요가 없다. 전용 프로세서의 빠른 재구성을 통해 런타임 동안 몇 밀리 초 내에 로드된 여러 신경망 사이를 전환할 수도 있다. 이를 통해 비전 앱 내에서 동일한 이미지 데이터로 다른 분류를 순차적으로 실행할 수 있다.
향후 예상
기계 물체 인식 및 분류는 산업 자동화가 가져 오는 가장 중요한 새로운 기능 중 하나이다. IDS NXT 플랫폼의 유연함은 기존 시스템과의 통합 및 다른 시장에 대한 적응을 단순화한다.
IDS NXT는 AI 기반 임베디드 시스템을 갖추고 있어 사용자는 다양한 작업을 위해 카메라에 자신의 신경망을 편리하게 배치할 수 있다. 산업 환경에서 완전히 자율적이며 PC 독립적인 작동을 위해 PROFINET 또는 OPC-UA와 같은 산업 프로토콜을 갖춘 산업 카메라의 모델 변형도 사용할 수 있다. IDS는 AI 지원 이미지 처리를, IDS NXT 산업용 카메라가 포함된 완벽한 임베디드 비전 시스템으로 보다 쉽고 빠르게 제어 가능한 방법을 선보일 것이다.
자료 제공: IDS(www.ids-imaging.com)
