Le interfacce Gigabit Ethernet hanno un limite di circa 120 MB/s nel trasferimento dati, sufficienti per uno o più stream ad elevata risoluzione, ma inadeguati quando si ha la necessità di acquisire filmati ad elevati frame rate da più dispositivi collegati allo stesso bus.
Per ovviare al problema, GigE Teledyne Flir ha introdotto a bordo di alcune sue telecamere per la machine vision un nuovo algoritmo di compressione lossless, cioè senza perdita di qualità, che comprime i dati direttamente sul dispositivo, inviando così alla rete immagini di elevata qualità, riducendo l’ampiezza di banda necessaria e riducendo l’occupazione dello spazio su disco dei filmati.
Per dimostrare l’importanza della compressione lossless, prendiamo l’esempio del caso d’uso di un sistema basato su nastro trasportatore che richiede tre telecamere 5MP posizionate lungo la linea in punti diversi. Due di queste telecamere devono funzionare a 20 fps e la terza a 30 fps per consentire al sistema di fornire un output accurato. Inoltre, in questo caso, l’ambiente industriale e la lunghezza del cavo richiesta necessitano l’uso di Gigabit Ethernet.
Tale sistema può essere tipicamente configurato come illustrato nella figura 1 di cui sopra. Il PC host viene collegato a tre schede NIC (Network Interface Cards) Gigabit, una per ogni telecamera BFS-PGE-50S5. A causa dei limiti di larghezza di banda dell’interfaccia Gigabit, le telecamere non saranno in grado di condividere le schede di interfaccia di rete (ad es., il requisito di trasmissione dati di ogni telecamera sarà vicino al limite di larghezza di banda di una scheda NIC). Inoltre, per la terza telecamera, a causa del requisito di frame rate più elevato, è stata compromessa anche la risoluzione, al fine di rimanere nelle larghezze di banda disponibili su una NIC 1GigE. Oltre a dover gestire una configurazione più costosa con 3 schede NIC GigE, il progettista del sistema di visione deve ancora scendere a compromessi riguardo ai dettagli dell’immagine per la terza telecamera: un risultato non ideale per un’applicazione di questo tipo.
Attivando la compressione lossless (presumendo un rapporto di compressione da 1 a 1,8), lo stesso sistema può ora far funzionare le prime due telecamere su una singola scheda di interfaccia, eliminando un’intera NIC dalla configurazione precedente, al fine di risparmiare spazio, ridurre la probabilità di guasti e diminuire i costi di progettazione. Anche la terza telecamera è in grado di raggiungere i 30 FPS richiesti a piena risoluzione di 5 MP, occupando, al contempo, una larghezza di banda inferiore rispetto alla configurazione precedente e risparmiando risorse CPU.
In breve, abilitare la compressione lossless aiuta ad aumentare il frame rate massimo della telecamera (fino alla velocità del sensore), senza ridurne la risoluzione. Inoltre, consente anche di diminuire i dati sul collegamento, trasmettendoli a un numero inferiore di periferiche e utilizzando meno la cpu. Queste caratteristiche esclusive riducono i costi di sistema, consentono frame rate più elevati, diminuiscono la probabilità di guasti e conservano il 100% dei dati di immagine, senza incorrere in costi aggiuntivi.
La funzione di compressione lossless è disponibile sui modelli Blackfly S GigE più popolari. Questa funzione sarà disponibile anche su tutte le prossime telecamere GigE Teledyne Flir dotate di sensori Sony Pregius S, nonché sulle serie di telecamere Blackfly S GigE e Oryx.
