Compresión sin pérdidas: Maximizar las velocidades de fotogramas y superar las limitaciones de ancho de banda GigE

Cuando es fundamental obtener la mayor cantidad de detalles de un objetivo en movimiento, los desarrolladores de sistemas buscan constantemente formas de aumentar las velocidades de fotogramas sin comprometer la calidad de la imagen, idealmente a un coste mínimo o sin coste adicional.

Presentación de la función de compresión sin pérdida

• Ofrece velocidades de fotogramas máximas hasta un 70% más altas. Gracias al tamaño reducido de la imagen, el rendimiento general de la cámara se reduce, lo que permite una mayor velocidad de fotogramas máxima para las cámaras GigE que van más allá de la limitación de ancho de banda estándar de la interfaz GigE de 120 MB
• Aumenta el número de cámaras en un solo bus. Con una menor transmisión de datos general a través del enlace, los usuarios pueden instalar más cámaras en un solo bus, sin reducir la calidad de imagen ni la velocidad de fotogramas de las otras cámaras en el mismo bus/conexión, lo que elimina la necesidad de un adaptador de host adicional, lo que a su vez reduce el coste.
• Minimiza el uso de espacio en disco; ahora es posible guardar imágenes en formato comprimido, reduciendo el uso del disco en el sistema host y reduciendo la cantidad de tiempo necesario para escribir imágenes en el disco.
• Mantiene el 100 % de los datos de imagen; sin pérdida de paquetes
• ¡Es gratuita! Sin coste adicional

Cómo funciona

La compresión sin pérdidas es una función disponible en determinadas cámaras de visión artificial Teledyne FLIR GigE que utilizan nuestros algoritmos patentados para comprimir los datos de imagen. La compresión se produce en la cámara antes de transmitir datos al host, lo que permite a nuestras cámaras transmitir datos a velocidades de fotogramas máximas más altas, utilizando un ancho de banda menor para la transmisión de datos mientras se mantiene el 100 % de los datos de imagen. Una vez que los datos se transmiten al host, se pueden descomprimir o guardar en su formato más pequeño y comprimido para reducir el uso del espacio de disco.

Cuándo utilizar la compresión sin pérdidas

Los sistemas de visión desplegados en sectores como sistemas inteligentes de tráfico (Intelligent Traffic Systems, ITS), automatización de fábricas, inspección, robótica, análisis deportivo y otras aplicaciones de alta velocidad y/o alta resolución se ejecutan con las limitaciones naturales del ancho de banda de Gigabit Ethernet. Esto es especialmente complejo en aplicaciones que utilizan múltiples cámaras GigE conectadas a un solo conmutador. En tales casos de uso, los diseñadores de sistemas a menudo se ven obligados a usar múltiples adaptadores de host; lo que hace que se contraigan costes adicionales y se generen nuevos puntos de fallo, o se comprometa la resolución y/o la velocidad de cuadro de cada cámara para continuar utilizando un solo adaptador de host.

La compresión sin pérdida es particularmente útil en tales situaciones, ya que reduce la cantidad de datos transmitidos desde la cámara, lo que permite un menor uso del ancho de banda y/o un aumento de las velocidades de cuadro máximas sin comprometer la calidad de la imagen. En otras palabras, el ancho de banda de la cámara puede exceder las limitaciones del ancho de banda de la interfaz y, al mismo tiempo, mantener el 100 % de los datos de imagen.

Caso de uso de ejemplo con varias cámaras GigE

Para demostrar el valor de la compresión sin pérdidas, tomemos un ejemplo de caso de uso de un sistema basado en cinta transportadora que requiere tres cámaras de 5 MP colocadas a lo largo de la línea en diferentes puntos. Dos de esas cámaras deben funcionar a 20 FPS y una tercera a 30 FPS para que el sistema ofrezca una salida precisa. Por otra parte, el entorno industrial y la longitud de cable requerida requieren el uso de ethernet gigabit en este caso.

Figura 1: Tres cámaras BFS-PGE-50S5C estándar conectadas a un PC host.

Tal sistema normalmente se configuraría como se ilustra en la Figura 1 anterior. El PC host se conectaría a tres tarjetas NIC (tarjetas de interfaz de red) Gigabit, una para cada cámara BFS-PGE-50S5. Debido a las limitaciones de ancho de banda de la interfaz Gigabit, las cámaras no podrán compartir tarjetas de interfaz de red (es decir, el requisito de transmisión de datos de cada cámara sería cercano al límite de ancho de banda de una NIC). La tercera cámara, debido a su mayor requisito de velocidad de fotogramas, también tendría que comprometer la resolución, solo para permanecer dentro de los anchos de banda disponibles en 1 GigE NIC. Además de ser una configuración más costosa con 3 GigE NIC, el diseñador del sistema de visión todavía tiene que comprometer los detalles de imagen en la tercera cámara, un resultado no ideal para esta aplicación.

Figura 2: Con la compresión sin pérdidas, la tarjeta GigE NIC “atenuada” ya no es necesaria.

Con la compresión sin pérdidas activada (suponiendo una relación de compresión de 1 a 1,8), el mismo sistema ahora puede ejecutar las dos primeras cámaras en una sola tarjeta de interfaz, eliminando una NIC completa de la configuración anterior, ahorrando espacio, reduciendo un punto de fallo y reduciendo los costes de diseño. La tercera cámara también sería capaz de alcanzar los 30 FPS necesarios con una resolución completa de 5 MP, a la vez que ocuparía menos ancho de banda que la configuración anterior, ahorrando recursos de CPU.

En resumen, activar la compresión sin pérdida ayuda a aumentar la velocidad máxima de fotogramas de la cámara (hasta la velocidad del sensor), sin reducir la resolución de la cámara. Además, también permite datos más bajos a través del enlace, dando lugar a menos periféricos y un menor uso de la CPU. Estas características exclusivas reducen los costes del sistema, permiten mayores velocidades de fotogramas, reducen los puntos de fallo y mantienen el 100 % de los datos de imagen – sin incurrir en costes adicionales.

Modelos de cámara compatibles

La función de compresión sin pérdidas está disponible en nuestros modelos Blackfly S GigE más populares:

Para obtener instrucciones detalladas, haga clic en ‘Cómo habilitar la compresión sin pérdidas”

Para ver más formas de acelerar la salida del sistema de visión, haga clic aquí.

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