無損壓縮：最大限度提高幀率并超越 GigE 帶寬的限制
發布時間：2021-10-27 11:21
發布者：eechina
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作者：Teledyne Flir Machine Vision 在從移動目標獲取最多細節至關重要的情況下，系統開發人員不斷尋找在不影響圖像質量的情況下提高幀率的方法，最好同時將成本降至最低或者不產生額外成本。 推出無損壓縮功能 幀率最多可以提高 70%。由于圖像大小減小，攝像頭的總吞吐量降低，GigE 攝像頭的最大幀率得以提高，超過了 120MB/s 左右的 GigE 接口帶寬限制增加單條總線上的攝像頭數量。由于鏈路上的總體數據傳輸量降低，用戶無需額外的主機適配器即可在單條總線上安裝更多的攝像頭，而不會降低同一總線/連接上其他攝像頭的圖像質量或幀率，從而可降低成本。 最大限度減小磁盤空間占用；現在可以以壓縮格式保存圖像，從而減少主機系統上的磁盤占用，并可縮短將圖像寫入磁盤所需的時間。保留 100% 的圖像數據；無丟包免費！無額外成本 工作原理 無損壓縮是部分 Teledyne FLIR GigE 機器視覺攝像頭的一種功能，它采用我們的專有算法來壓縮圖像數據。在向主機傳輸數據之前，先在攝像頭上進行壓縮；這樣，我們的攝像頭就能以更高的最大幀率傳輸數據，從而可在保留 100% 圖像數據的同時，利用較低的帶寬進行數據傳輸。在數據傳輸到主機后，可以解壓縮，或以體積較小的壓縮格式保存，以減少磁盤空間占用。 什么時候采用無損壓縮 無損壓縮是部分 Teledyne FLIR GigE 機器視覺攝像頭的一種功能，它采用我們的專有算法來壓縮圖像數據。在向主機傳輸數據之前，先在攝像頭上進行壓縮；這樣，我們的攝像頭就能以更高的最大幀率傳輸數據，從而可在保留 100% 圖像數據的同時，利用較低的帶寬進行數據傳輸。在數據傳輸到主機后，可以解壓縮，或以體積較小的壓縮格式保存，以減少磁盤空間占用多 GigE 攝像頭使用示例為展示無損壓縮的價值，我們以需要在沿線的不同位置放置三個 500 萬像素攝像頭的輸送機系統作為應用示例。其中兩個攝像頭需要以 20FPS 的幀率運行，另一個以 30FPS 的幀率運行，以便系統能提供準確的輸出。 此外，在本例中，工業環境和所需的電纜長度均要求使用千兆以太網。 
圖 1：三個標準 BFS-PGE-50S5C 攝像頭連接至一臺 PC 主機。 這樣的系統通常按以上圖 1 所示那樣設置。PC 主機連接至三個千兆 NIC（網絡接口卡），每個 BFS-PGE-50S5 攝像頭一個。由于千兆接口的帶寬限制，攝像頭無法共享網絡接口卡（即每個攝像頭的數據傳輸要求接近一個 NIC 的帶寬限制）。第三臺攝像頭由于幀率要求更高，還必須在分辨率上做出妥協，以保持在 1GigE NIC 的可用帶寬范圍內。除了采用 3 個 GigE NIC 的設置更昂貴以外，視覺系統設計者還不得不犧牲第三個攝像頭的圖像細節 - 對于該應用場景而言，效果不太理想。
圖 2：采用了無損壓縮；不再需要“變灰的”GigE NIC。 在啟用無損壓縮（假設壓縮比為 1 比 1.8）后，同樣的系統現在可以在單個接口卡上運行前兩個攝像頭，免去之前設置中的一整個 NIC，這樣就節省了空間、減少了故障點并降低了設計成本。第三臺攝像頭還能以 500 萬像素的滿分辨率實現所需的 30 FPS 幀率，同時占用的帶寬也低于之前的設置，從而節省了 CPU 資源。 總之，啟用無損壓縮可以提高攝像頭的最大幀率（最高能達到傳感器的速度），而不會降低攝像頭的分辨率。此外，這樣還可以減少鏈路上的數據，從而減少外圍設備并減少 CPU 的占用。這些獨特的功能可降低系統成本，實現更高的幀率，減少故障點，并保留 100% 的圖像數據，而不會產生任何額外成本。 支持的攝像頭型號 無損壓縮功能在我們最受歡迎的 Blackfly S GigE 型攝像頭上提供即將推出的所有配備 Sony Pregius S 傳感器的 Teledyne FLIR GigE 攝像頭也將提供此功能，包括Blackfly S GigE 和 Oryx 系列攝像頭。 |
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