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Die Redwood™-Serie ist eine Familie von Industriekameras mit hohem Durchsatz, die mit einigen der schnellsten heute verfügbaren hochauflösenden CMOS-Bildsensoren ausgestattet sind. Die Modelle 654G71 sind mit dem brandneuen Gpixel GMAX3265 ausgestattet, einem 65,4-MP-Global-Shutter-Sensor im 35-mm-Format. Bei voller Auflösung von 9344 x 7000 Pixeln können im 10-Bit-Hochgeschwindigkeits-ADC-Modus Bildwiederholraten von bis zu 71 Bildern pro Sekunde (8-Bit-Ausgang) bzw. 57 Bildern pro Sekunde (10-Bit-Ausgang) erreicht werden. Im 12-Bit-Modus mit hohem Dynamikbereich sind Bildraten von bis zu 31 Bildern pro Sekunde (8/10/12-Bit-Ausgabe) möglich. Die 3,2μm²-Pixel nutzen die rauscharme Charge-Domain-Global-Shutter-Technologie für artefaktfreie Bewegungsbilder sowie die Light-Pipe-Technologie für eine hervorragende Quanteneffizienz, eine hohe Shutter-Effizienz und eine breite Winkelabdeckung. Es sind sowohl Monochrom- als auch Farbkameramodelle erhältlich, die sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der industriellen und wissenschaftlichen Bildgebung, der Großraumbeobachtung sowie der virtuellen Realität und für Spezialeffekte eignen.
FORTSCHRITTLICHE GLOBAL-SHUTTER-SENSOREN
Die CMOS-Bildsensoren, die in der Redwood-Kameraserie verwendet werden, verfügen über eine fortschrittliche Charge-Domain-Global-Shutter-Funktion mit Light-Pipe-Technologie. Global Shutter bedeutet, dass alle Pixel auf dem Sensor während des gleichen Zeitraums Licht aufnehmen. Im Gegensatz dazu wird bei Sensoren, die eine Rolling-Shutter-Technik verwenden, der Beginn der Belichtung über die Bildzeilen hinweg gestaffelt. Dies führt zu Bewegungsartefakten in sich schnell bewegenden Szenen sowie zu ungleichmäßiger Bildausleuchtung, wenn helle Blitze während des Belichtungszeitraums auftreten. Auf Pixelebene wird die Global Shutter-Funktion durch pixelinterne Schaltkreise implementiert. Da die Pixelgrößen jedoch immer kleiner werden, um höhere Auflösungen zu ermöglichen, verringert ein zu großer pixelinterner Schaltkreis die Empfindlichkeit des Pixels. Der GMAX3265 Sensor von Gpixel verfügt über ein modernes Charge-Domain-Global-Shutter-Design, das die In-Pixel-Schaltungen minimiert, sowie über eine Light-Pipe-Technologie, die die Lichtsammelfähigkeit jedes Pixels maximiert. Diese Funktionen sorgen gemeinsam für hervorragende, hochauflösende Bilder von sich schnell bewegenden Objekten ohne Bewegungsartefakte.
DIGITALE HOCHGESCHWINDIGKEITS-VIDEOAUSGÄNGE
CoaXPress ist eine standardisierte digitale Videoschnittstelle mit hoher Bandbreite zur Übertragung von Videodaten über ein oder mehrere Koaxialkabel. CoaXPress wurde als Standard der nächsten Generation für die Bildverarbeitungsindustrie entwickelt und kombiniert serielle Hochgeschwindigkeitstechnologie mit kostengünstigen Koaxialkabeln, um eine bidirektionale Vollduplex-Kommunikationsverbindung zwischen Videoquellen (z. B. Kameras) und Videoempfängern (z. B. Framegrabbern oder DVRs) herzustellen. Mit den Fortschritten in der Bildsensortechnologie wird eine Hochleistungsschnittstelle benötigt, damit die volle Bandbreite dieser Sensoren genutzt werden kann. Die Durchsatzgrenzen bestehender Videoschnittstellen wie 1-10 GigE Vision, USB3 Vision und sogar Camera Link werden von der Bandbreite von Sensoren, wie sie in der Redwood-Kameraserie verwendet werden, leicht in den Schatten gestellt. Außerdem sind Systementwickler, die Kameras mit diesen Schnittstellen verwenden, mit Einschränkungen hinsichtlich Kabellänge, Robustheit, Komplexität und Kosten konfrontiert. Die Redwood 654G71-Modelle verfügen über vier CoaXPress-Ausgänge, von denen jeder eine Datenrate von 12,5 Gbit/s bietet, so dass der Gesamtdurchsatz der Kamera 50 Gbit/s beträgt.
MULTI-ROI-AUSLESUNG, UNTERABTASTUNG UND BINNING-FUNKTIONEN
Die Redwood-Kameraserie bietet mehrere Funktionen zur Bildformatierung und -manipulation. Für Inspektionsanwendungen kann eine einzelne Kamera verwendet werden, um hochdetaillierte Bilder eines großen Bereichs zu liefern. Wenn jedoch nur bekannte Bereiche von Interesse (ROI) innerhalb des Sichtfelds inspiziert werden müssen, kann die Mehrfach-ROI-Auslesefunktion der Kamera die an das Verarbeitungssystem zu übertragenden Daten minimieren. Es können bis zu 16 separate, sich nicht überschneidende Fensterbereiche erstellt werden, von denen ein zusammengesetztes Bild anstelle des gesamten Sensorbildes übertragen wird. Dies kann dazu beitragen, die Bildrate der Kamera zu erhöhen, da der Sensor Zeilen über, zwischen und unter den definierten ROIs überspringt. Andere Funktionen ermöglichen die Optimierung der Ausgabedatenrate der Kamera auf unterschiedliche Weise. Subsampling (Überspringen von Pixeln) ermöglicht die Übertragung des gesamten Sichtfelds mit einer geringeren Auflösung, aber einer höheren Bildrate. Binning und Averaging (digital, außerhalb des Sensors) ermöglichen die Optimierung der Empfindlichkeit oder des Signal-Rausch-Verhältnisses der gelieferten Bilder.
HOHER DYNAMIKBEREICH
Der Redwood 654G71 bietet mehrere Optionen zur Optimierung des Dynamikbereichs einer Szene, der in jedem Bild erfasst werden kann. In diesem Fall kann der Hochgeschwindigkeits-10-Bit-ADC-Modus des GMAX3265 verwendet werden, der die schnellsten Bildraten des Sensors liefert. In anderen Anwendungen gibt es einen großen Helligkeitsbereich innerhalb der Szene, so dass der 12-Bit-ADC-Modus des GMAX3265 mit hohem Dynamikbereich verwendet werden sollte, der in einigen Konfigurationen die Bildrate senkt. In beiden ADC-Modi steht ein Belichtungsmodus mit hohem Dynamikbereich zur Verfügung, um den Dynamikbereich der Kamera weiter zu erweitern. In den normalen Belichtungsmodi muss der Anwender die Belichtungszeit festlegen, die für alle Pixel im Sensor für die jeweilige Bildperiode gelten soll. Bei Szenen mit hohem Dynamikumfang geht dies oft auf Kosten der Details in den Schatten oder Lichtern. Mit dem HDR-Belichtungsmodus "Interleaved" kann der Anwender die Belichtungszeit für die ungeraden und geraden Zeilen des Sensors unabhängig voneinander steuern, so dass zwei separate Belichtungen innerhalb desselben Bildzeitraums erfolgen können. Mit den Tools für die Bildfusion in der Nachbearbeitung können endgültige Bilder mit einem erheblich größeren Dynamikbereich innerhalb des Bildes erstellt werden.
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