AVT: Kamerafamilie Pike von Allied Vision Technologies F-421b

Ein Jahr nach seiner Markteinführung hat sich die Kamerafamilie Pike von Allied Vision Technologies erfolgreich in der „Double Speed“-Klasse am Markt etabliert. Das Spitzenmodell des führenden Kameraherstellers richtet sich an Applikationen, die eine Datenrate zwischen 33 und 64 Mbyte/s von der Kamera abverlangen. Nun bekommt die schnelle IEEE 1394b-Kamera zusätzliche Funktionen, die die Bildqualität verbessern, die Geschwindigkeit und die Reaktivität der Anwendungen optimiert und die Integration der Kamera im Bildverarbeitungssystem in der Entwicklungsphase erleichtert.

Verbesserte Bildqualität: Anti-Smear und 8fach-Binning
Mit dem Performance Update bekommt die Pike eine Anti-Smear-Funktion und eine bisher unerreichte Empfindlichkeit dank 4faches und 8faches Binning.
Kurze Belichtungszeiten und viel Licht sind in vielen Applikationen wichtige Voraussetzungen. Gerade diese Faktoren stellen einen Bildsensor vor die größten Herausforderungen. CCD-Sensoren neigen in diesen Einstellungen zu einem störenden Effekt namens „Smearing“, bei dem vertikale Streifen auf dem Bild erscheinen. Die neue Anti-Smear-Funktion der Pike dämpft den Smear-Effekt deutlich und schafft somit bessere Bedingungen für eine fehlerfreie Auswertung des Bildes.
Für Anwendungen mit hohen Empfindlichkeitsanforderungen lassen sich dank 4fachem und 8fachem Binning mit der aktualisierten Pike verblüffend hohe Empfindlichkeiten und Signalrausch-Abstände erreichen, die mit einem normalen Aufnahmemodus nicht möglich sind. Binning nennt man die Funktion, bei der die Kamera die Werte benachbarter Pixel zusammenfasst. Fasst man jeweils zwei Pixel zusammen, halbiert man damit zwar die Auflösung des Bildes, verdoppelt aber die Empfindlichkeit – also die Helligkeit bzw. Aussteuerung – und erhöht den Signal-Rauschabstand um 41%. Dank dem Performance Update können mit der Pike ab jetzt sogar 4 bzw. 8 benachbarte Pixel pro Achse addiert werden, mit spektakulärem Ergebnis hinsichtlich der Empfindlichkeits- und Signal-Rauschabstandswerte:

Beispiel: Pike F-421b

• Volle Sensorauflösung: 2048 x 2048
• Bei 8fachem Binning (vertikal und horizontal):

• Neue effektive Auflösung: 256 x 256
• 64fache Verbesserung der Lichtempfindlichkeit (+36 dB)
• 8fache Verbesserung des Signal-Rauschabstands (+18 dB)

Geschwindigkeit:
optimierte Datenrate und schnellere Einstellungswechsel
Der 1995 entworfene digitale FireWire-Standard (IEEE 1394) wurde für Bilddaten von 8 und 16 Bit pro Pixel konzipiert und optimiert. Für Bilder mit 10, 12 oder 14 Bit pro Sekunde bleiben in diesem Standard Reserven ungenutzt, die die Übertragungsrate unnötig begrenzen. Mit dem Pike Performance Update nutzt Allied Vision Technologies diese Reserven mit der Integration eines „Packed 12 Bit“-Modes, der die Übertragungsrate um bis zu 33% erhöht.
Entscheidend für den Durchsatz einer automatisierten Inspektion ist außerdem, wie schnell eine Kamera eine Sequenz von Bildern mit unterschiedlichen Einstellungen liefern kann. Der neue Sequence Mode der AVT Pike setzt in dieser Beziehung neue Maßstäbe: Über eine kamerainterne Liste können in der Pike über 30 verschiedene Parametersätze vorab gespeichert werden. Im automatisierten Inspektionsprozess wird dann nur noch der Trigger benötigt, um die Liste der Kamera abzuarbeiten – eine Umparametrisierung ist nicht mehr notwendig. Da die Abarbeitung der Liste neben dem Trigger über einen Input-Port der Kamera gesteuert werden kann, bleibt die Kamera auch ereignisgesteuert nutzbar.
Der Abruf vorgefertigter Parametersätze im Sequence Mode ist nämlich nur dann möglich, wenn man diese Sätze vorher kennt, was in typischen Automatisierungen der Fall ist. Es gibt aber auch viele Applikationen, bei denen man situationsbedingt und intuitiv die Kameraeinstellungen anpassen muss – und zwar von Bild zu Bild. Für diesen Fall erweitert Allied Vision Technologies die Pike mit „Quick Format Change Modes“, bei denen die der Kamera übertragenen Werte automatisch das gewünschte nächste Bild auslösen.

Secure Image Signature: Wertvolle Hilfe für die Systementwicklung
Die neue SIS-Funktion (Secure Image Signature) vereinfacht die Kontrolle und das Handling der vielen Daten, überwacht zudem die Triggermodule des Bildverarbeitungssystems und eröffnet neue Möglichkeiten in der Entwicklungs- und Debugging-Phase. Diese Funktion stempelt wichtige Daten und Kameraeinstellungen, die zur Zeit der Belichtung gültig waren, maschinenlesbar in das zu übertragende Bild mit ein. Auf der PC-Seite werden somit Antworten auf verschiedene Fragen festgehalten und dauerhaft im Bild eingebrannt zur Verfügung gestellt – etwa wann das Bild aufgenommen wurde, von welcher Kamera, mit welcher Belichtungszeit und Area Of Interest, usw.
Mit SIS haben Entwickler die Chance, ihr System schneller in einen fehlerfreien Serienzustand zu bekommen und zeitgleich die Komplexität und Kosten zu reduzieren.

Ab Mitte August verfügbar
„Mit dem Performance Update wird die Pike für anspruchsvolle Bildverarbeitungsanwendungen noch leistungsstärker“, meint Ingo Lewerendt, Product Manager von Allied Vision Technologie. Der Clou: die neuen Funktionen können per Firmware-Update über die FireWire-Schnittstelle auch auf bereits installierten Pike-Kameras einfach und bequem nachgerüstet werden. Im Zuge dieser Pike-Modellpflege ergänzt eine 15 fps-Version der Pike F-145 mit 1,4 Megapixel Auflösung die Produktfamilie für Anwendungen mit spezifischen Anforderungen an die Bildqualität, bei denen die hohe Datenrate nicht im Vordergrund steht.
Das Pike Performance Update-Paket ist ab Mitte August 2007 verfügbar.

Profil der Allied Vision Technologies.
Die Allied Vision Technologies GmbH wurde 1989 gegründet und ist eine 100%ige Tochter der börsennotierten Augusta Technologie AG. AVT entwickelt, produziert und vertreibt Kameras und Komponenten für industrielle Einsatzbereiche. Mit den Geschäftsbereichen Entwicklung, Handel und Produktion ist das Unternehmen seit Jahren ein kompetenter Partner für eine Anwenderschaft, die Qualitätsprodukte und anspruchsvolle Lösungen für die industrielle und wissenschaftliche Bilderfassung / Bildverarbeitung benötigt.
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