2CCD kamery s vysokým dynamickým rozsahem až 118 dB

Dvoučipová kamera JAI používá technologii rozdělení příchozího světla na dva čipy pomocí optického hranolu. Zatímco na jednom čipu je nastavena krátká expozice, na druhém je nastavený dlouhý čas expozice. Složením obrazů z obou čipů vznikne obraz s vysokým dynamickým rozsahem. Přesnými výrobními postupy se pak zajišťuje precizní srovnání čipů na hranách hranolu s přesností na 1/4 velikosti pixelu.

Firma JAI je světovým leaderem v segmentu multi-CCD kamer a její výrobky se vyznačují precizností designu a nadprůměrnou kvalitou obrazu. Dvoučipové kamery JAI podporují všechny běžné standardy ve strojovém vidění, takže je možné je použít v mnoha programech pro zpracování obrazu.

Specifikace

Přehled kamer 2CCD:

Rozměry	55 x 55 x 98,3 mm bez závitu a konektoru
Hmotnost	340 g
Závit objektivu	C-mount
Vstupy/výstupy	2x DI, 2x DO, možnost ovládání clony objektivu
Napájení	12-24 VDC
Spotřeba	do 8 W
Standardy	CE, FCC, GigE Vision, IP 30, RoHS, GenICam

Režimy snímání

High Dynamic Range

Doba expozice (shutter) a analogové zesílení (gain) se pro každý senzor nastavuje zvlášť. Oba senzory dohromady mohou pokrýt rozsah 20 bitů ≈ 118 dB. Výsledný HDR obraz vzniká fúzí obrazů z obou senzorů.

HDR fúzi může provádět přímo kamera. V tom případě se přenáší obraz s bitovou hloubkou 24 nebo 32 bitů přes jedno rozhraní GigE (jeden kabel).

Pokud si uživatel přeje provádět vlastní zpracování HDR obrazu, tak lze vyčíst obraz z každého CCD snímače zvlášť přes dvě rozhraní GigE (dva kabely). Bitová hloubka přenášeného obrazu je 8, 10 nebo 12 bitů. V programu se pak AD-132GE jeví jako dvě kamery.

Obr 1: Příklad použití kamery JAI AD-132GE v režimu HDR

Na rozdíl od CMOS senzorů s logaritmickým výstupem je závislost výstupu na intenzitě světla lineární, což je pro analýzu obrazu rozhodně vhodnější. Nicméně v případech, kdy je třeba výstup z kamery zobrazit na moitoru (ten má typicky 8-bitů), je možné použít také logaritmický výstup z kamery.

Tip: Vytváří-li uživatel vlastní program (C++, C#, apod.), může jako základ svého programu využít ukázkový příklad, který je součástí instalace softwaru JAI SDK.

V dalších režimech je doba expozice (shutter) a analogové zesílení (gain) svázáno pro oba senzory, nelze je tedy nastavit zvlášť:

High Frame Rate

Dvojnásobná snímková frekvence se nastaví jednoduše tak, že obrazy z obou senzorů jsou vzájemně prokládány. Lze tak dosáhnout snímkové frekvence až 62 fps při stejném rozlišení a bez zvýšení úrovně šumu.

High SNR

V režimu s vysokým poměrem signál/šum pracuje kamera tak, že zprůměruje snímky pořízené v jeden okamžik a vrátí obraz s téměř poloviční úrovní šumu při snímkové frekvenci 31 fps.

PIV (Particle Image Velocimetry)

Částicová velocimetrie je metoda, pomocí které se ze dvou po sobě těsně následujících obrazů vypočítá směr a rychlost pohybu částic, např. tekutiny, plynu nebo sypké hmoty.

V tomto režimu kamera sejme dva obrazy ve velmi krátkém čase za sebou. Běžná jednočipová kamera dokáže sejmout maximálně dva obrazy v krátkém čase za sebou (je to dáno fyzickým uspořádáním čipu). Naproti tomu 2CCD kamera umí sejmout až tři obrazy těsně za sebou, čímž dojde ke zpřesnění měření dynamiky snímaného média.

Obr: Princip 3-bodového snímání metodou PIV

Software

Gigabitové kamery podporují standardy GigE Vision a GenICam, takže je možné je použít ve většině programů pro zpracování obrazu (Vision Acquisition Software, VisionPRO, Neurocheck, a další). Kamery pro Camera Link jsou kompatibilní s většinou karet pro zachytávání dat z kamery (National Instruments, BitFlow, atd.).

Ke gigabitovým kamerám je také k dispozici software JAI SDK and Control Tool. Balíček obsahuje:

• Ovladač pro Windows
• Aplikaci JAI Control Tool pro konfiguraci a testování kamer
• SDK pro vývoj vlastních aplikací (C, C++, C#, .NET)

Podporované operační systémy: Windows

Pro každou kameru pro Camera Link je pak k dispozici samostatná aplikace pro konfiguraci kamery přes sériové rozhraní.