일부 머신 비전 애플리케이션은 고해상도와 높은 프레임 속도를 모두 제공하는 카메라를 통해 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 이러한 애플리케이션으로는 인쇄 회로 기판의 자동 광학 검사, 평면 패널 디스플레이 검사, 솔더 페이스트 검사(SPI), 일부 의료용 슬라이드 스캐닝 등이 있습니다.
초당 150 프레임의 속도로 26 메가픽셀 이미지를 제공하는 JAI의 Spark 시리즈 SP-25000-CXP4A 모델 또는 초당 52 프레임의 속도로 45 메가픽셀 이미지를 제공하는 Spark SP-45000-CXP4A 모델과 같은 카메라는 넓은 FOV에서 작은 디테일을 확인하고 생산 라인에서 높은 수준의 처리 속도를 지원하는 등 애플리케이션의 시스템 설계자를 지원할 수 있습니다. 그러나 이러한 이점을 활용하기 위해서는 매우 큰 과제를 해결해야 합니다.
어떻게 하면 이러한 고속 고해상도 이미지에 포함된 방대한 양의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있을까요?
'빅데이터' 문제
150fps 프레임 속도를 지원하는 JAI의 SP-25000-CXP4A 모델을 검사 애플리케이션에서 활용하는 경우, 컴팩트한 8bit 데이터 형식을 사용하더라도 초당 약 31.5gigabit의 이미지 데이터가 생성됩니다. 카메라의 4레인 CoaXPress 2.0 인터페이스는 카메라와 애플리케이션 간의 이러한 데이터 흐름을 쉽게 처리할 수 있는 풀 50Gbps 용량을 제공하지만, 처리 작업의 크기로 인해 단일 애플리케이션 프로세서가 빠르게 과부화 되면 결함 식별 속도가 느려지게 되고 카메라를 선택한 이유인 높은 처리 속도가 희생될 수 있습니다.
JAI의 45 메가픽셀 SP-45000-CXP4A 모델은 픽셀 형식에 따라 초당 18.6~25gigabit의 이미지 데이터를 스트리밍 할 수 있습니다. SP-25000-CXP4A 모델보다 데이터 속도가 약간 낮지만, 이러한 고해상도 이미지 흐름은 일반적인 애플리케이션 처리 리소스가 수용하기에는 여전히 부하가 높습니다.
공유를 통한 문제 해결
다행히, 이 2가지 Spark 시리즈 카메라에는 시스템 설계자가 고속, 고해상도 애플리케이션의 데이터 문제를 해결하기 위해 활용할 수 있는 기능이 탑재되어 있습니다. "링크 공유"라는 CoaXPress 2.0 표준 기능을 활용하는 2가지 방식이 가능합니다.
첫 번째 접근 방식은 "공유 모드"입니다. 이 모드에서는 카메라에서 나오는 각 이미지를 자동으로 2등분 또는 4등분으로 분할 수 있습니다. 각 하위 이미지는 4개의 CoaXPress 채널 중 하나를 통해 각 애플리케이션 프로세서로 전송됩니다. 이를 통해 시스템 설계자는 애플리케이션을 최고 속도로 실행하기 위해 1개의 대형 "슈퍼컴퓨터"를 사용하지 않아도 됩니다. 그 대신 4개의 더 작은(그리고 구성하기 쉬운) 호스트를 통해 작업을 분산하여 필요한 처리 속도를 유지할 수 있습니다.
공유 모드 - 4분할
애플리케이션 및 타겟 개체의 특성에 따라 이미지를 수직, 수평 또는 4등분으로 분할하여 각 프로세서에서 작업의 특정 서브셋을 집중적으로 처리합니다. 또한 사용자는 경계 부분에서 결함이 누락되지 않도록 섹션 사이에 0~128 라인/픽셀의 오버랩을 지정할 수 있습니다.
링크 공유의 두 번째 옵션은 "복제 모드"입니다. 이 모드에서는 이미지 처리를 위해 전체 이미지를 2, 3 또는 4개의 컴퓨터로 전송합니다. 이 모드는 전체 이미지에 대해 여러 분석을 수행해야 하는 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 이미지를 조각으로 분할하는 대신, 각 프로세서에 전체 이미지를 제공한 뒤 필요한 작업 중 일부만 수행합니다. 따라서 각 컴퓨터가 작업을 더 빨리 완료할 수 있어, 전체 애플리케이션의 처리 속도를 유지할 수 있습니다.
복제 모드는 애플리케이션의 병목 현상이 명백히 처리 작업 때문인 경우 사용됩니다. 이 경우, 처리 주기로 인해 카메라의 프레임 속도가 크게 감소하고 있다고 가정합니다.
4레인 CoaXPress 인터페이스의 각 레인이 최대 12.5Gbps를 처리할 수 있으므로, 전체 이미지를 4대의 컴퓨터로 전송하는 경우, 8비트 모드에서 SP-45000-CXP4A 모델의 프레임 속도는 33%, SP-25000-CXP4A 모델의 속도는 60% 감소합니다. 이러한 속도 저하가 발생하더라도, 처리 작업이 매우 복잡한 일부 애플리케이션의 경우 애플리케이션의 속도가 더 빨라질 수 있습니다.
JAI의 SP-25000 및 SP-45000 카메라의 CoaXPress 링크 공유 기능은 비전 시스템 설계자에게 데이터 문제를 해결하고 고해상도 애플리케이션에서 높은 처리 속도를 유지하기 위한 더 많은 옵션을 제공합니다. 추가 정보나 디자인 프로젝트에 대한 논의가 필요하신 경우 JAI 웹사이트의 연락처를 통해 문의해 주시기 바랍니다.