リアルタイム・バッファード・イメージ・パイプライン

従来マシンビジョンカメラは、イメージセンサのデータレートがフレームバラバーやPCに合うように設計されています。しかし一般的な画像データレートは間もなく10Gbit/sを超え、これからの数年で30Gbit/sに推移すると思われます。これが示しているのは、CMOSセンサの完全画像収集能力を利用可能にするために高性能インターフェースソリューションが必要とされるということです。

新しいインターフェース標準（CoaXPressなど）は、このようなスピードに対応するために生まれましたが、ハイエンドのフレームグラバーや適合するPCが必要となります。

カメラに内蔵されたバッファード・イメージ・パイプライン・テクノロジーを採用することにより、センサからのデータ流はカメラインターフェースのデータ流から分離されます。主たるメリットは、映像装置で高速画像収集と低データレートインターフェースを組み合わせることが可能な点です。（下図を参照）

Buckets

図１：　イメージバッファが高速でセンサからイメージデータ流を受けながら(Step1&2)、一方でそれよりも低速でカメラインターフェースにイメージデータを出力している(Step1-5)

バッファード・イメージング・パイプライン・アーキテクチャのメリット

低インターフェース費用でスループットの向上

高性能イメージングにより、費用を最適化したシステム設備のための、インターフェース、フレームグラバー、PCなどの要件から開放されます。高速画像収集（１Gpixel/s＠10bit/pixel以上）

が低価格・低データレートインターフェース（GigE Visionやカメラリンク・ベースなど）との組み合わせで可能です。

CCDを超えるスピードと解像度で精度を上げる

ショットノイズ抑制イメージング：　カメラ内蔵の処理により、高速収集された複数画像を結合することで、画像のS/N性能を向上させます。低フレームレートは、効果的に低い性能のインターフェースにより処理されるという結果になります。下表を参照。

画像の精度を保つ

カメラリンク・フルの代わりにカメラリンク・ベースまたはミディアムで動作させることにより、高速カメラリンク・コンフィギュレーションのビット深度の制約（最大8bit/pixel）の克服が可能になります。

比較表
バッファード・パイプラインCMOS 対ダイレクト・パイプラインCMOS & CCD

	バッファード・パイプライン CMOS	ダイレクト・パイプライン CMOS	ダイレクト・パイプライン CCD
	6x averaging in camera	6x averaging in FG	No averaging
収集速度	180fps	180fps	30fps
リンク速度	30fps	180fps	30fps
リンク設備	CL base FG, 1 cable	CL deca FG, 2 cables	CL base FG, 1 cable
ビット深度	10 – 12 bits	8 bits	10 – 12 bits
リニアダイナミックレンジ	Ca. 67-68dB	Limited by 8 bits quantization. (48dB in DN)	ca. 63dB
CL-Decaと比較した設備費用削減	Saving: up to $1500	-	Saving: up to $1500

ビジョンシステム関連アプリケーション

バッファード・イメージング・パイプライン・アーキテクチャ採用カメラは、従来のカメラソリューションに加え、次のメリットや可能性を装置メーカー様に提供します。

低い導入費用で高速のビジョン装置を実現
既存の（低スピード）インターフェースを再利用することにより装置設計に最小限のインパクトで、最新の高性能CMOSイメージングテクノロジーのメリットを享受
フレームグラバーやPCの負荷を減らしながら、検査・画像計測アルゴリズムパフォーマンスを最適化
異なるセンサテクノロジーを採用した最低でも2台のカメラが必要とされるような場面でも、1台のカメラの使用で、高速と高精度の切替が可能。

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