Данный обзор раскрывает функции промышленной новой камеры Point-Grey FL3, с высокоскоростным интерфейсом передачи данных 3.0 USB, имеющим пиковую пропускную способность 5 Г/с. Это позволяет пользователю получать на порядок более высокие значения FPS ...
Данный обзор раскрывает функции промышленной новой камеры Point-Grey FL3, с высокоскоростным интерфейсом передачи данных 3.0 USB, имеющим пиковую пропускную способность 5 Г/с. Это позволяет пользователю получать на порядок более высокие значения FPS, чем при использовании аналогичных устройств на шине USB 2.0, и улучшает качество изображения.
Комплектация, размеры и внешний вид устройства
Камера имеет небольшие размеры и выглядит стильно благодаря корпусу, при создании которого использовались материалы, соответствующие мировому стандарту RoHS. Качество сборки и надежность комплектующих – еще два преимущества этого устройства. Камера обладает широкими возможностями настройки и при помощи 8-пинового GPIO разъема может синхронизироваться с другими ПО и устройствами.
Стандартная комплектация устройства включает не только заглушку для имеющегося оптического отверстия, контроллер для PCI-e слота и кабель USB 3.0, но и датчик, считывающий температуру. На задней стенке камеры есть два разъема: предназначенный для USB и 8-пиновый. Кроме того, имеется индикатор состояния камеры и питания. Внизу на корпусе камеры есть ее название, отметки о стране-производителе и сертификатах, а также отверстие для держателя-треноги, который может быть поставлен дополнительно.
Настройки
Исследование возможностей камеры Point-Grey проходило с применением Altami Studio (программа для управления камерой). Стандартные режимы, регламентирующие разрешение, формат изображения и скорость потока, а также метод интерполяции позволяют менять резкость и яркость, оттенки и цветовую гамму изображения. Настроить автоматически и вручную можно экспозицию, затвор и усиление, баланс белого и скорость потока, а также алгоритм интерполяции изображения.
Расширенные режимы позволяют в режиме настройки цвета отрегулировать только яркость и настройки экспозиции, скорость потока здесь напрямую связана с методом интерполяции, а баланс белого можно настроить только вручную.
Тестовый чарт показал результаты, позволяющие разделить методы интерполяции, реализуемые в Altami Studio, на три следующие группы:
К первой группе можно отнести изображения плохого качества при высокой скорости потока. Методы интерполяции для этой группы: «Edge sensing», «IPP» и «По соседним элементам», причем последний не так склонен к критичным артефактам, как два других, зато он заостряет границу пикселей, смазывая тело объект.
Ко второй группе отнесем метод «HQLinear», чьей отличительной особенностью стало неплохое сочетание качества изображения и скорости потока.
Третью группу отличает высококачественное изображение при низкой потоковой скорости. Сюда вошли такие медленные, но качественные методы, как «Directional»и «Rigorous», причем первый предпочтительнее из-за отсутствия хроматических аберраций и более высокой скорости потока.
Работоспособность камеры с микроскопом была проверена следующим образом: с ее помощью был сделан ряд снимков на реальном объекте. При съемке использовалась цифровая камера USB 3.0 Point-Grey FL3-U3-32S2C-CS, включенная гистограмма в Altami Studio и металлографический микроскоп. Для оценки качества снимков были определены такие критерии, как:
1. Яркость. Если она меньше, чем у изображения, наиболее близкого к реальности, то метод интерполяции поглощает часть яркости. Этому показателю аналогичен и показатель «количество цвета».
2. Дискретизация. Определяется по провалам цвета или яркости на гистограмме. Означает, что страдает качество изображения и возможно наличие артефактов.
За эталон представления яркости можно взять снимок без интерполяции. Наиболее приближенным к реальности, а значит, качественным, методом интерполяции является «Directional». Его особенностью стало то, что график красного канала имеет минимальный разброс и количество пропастей при квантизации получаемого изображения, а гистограмма синего канала имеет больший разброс и более квантизирована.
Метод «Rigorous», сохраняющий общую тенденцию предыдущего метода графика, при увеличении страдает от искажений света и не так ярко передает все показатели.
Если говорить о методе «HQLinear», то здесь квантизация наряду с поеданием яркости и передачи цвета стала более выраженной. Несомненным плюсом метода стало изображение, способное конкурировать с остальными при неплохой скорости потока. Метод «IPP» следует за «HQLinear», отличаясь немного более низкими результатами по передаче яркости и цвета. Следующие методы - «EdgeSensing» и «Метод по соседним элементам». Первый отличается выраженным эффектом дискретизации изображения, и еще большим приглушением цвета и яркости. При использовании второго метода дискретизация не так заметна.
Технические параметры работы камеры
Цифровой интерфейс - USB 3.0, причем скорость передачи данных составляет до 5 Гб в сек.
Матрица - Sony IMX036 1/2.8" Rolling Shutter CMOS
Поддерживаемые форматы изображений - Y8, Y16, YUV422, RGB , RAW8, RAW16, RAW12
Максимальное разрешение – в расширенных режимах – 2080x1552, а в стандартных – 1600х1200
Расширенные режимы воспроизведения изображения - Биннинг и ROI
Скорость затвора – от 0.3 мс до больше, чем 20 сек
Экспозиция – до 24 дБ
Гамма-коррекция – от 0.5 до 4.00 гамма-единиц
Размеры устройства – 29х29х30 мм (без оптической системы)
Разъем для применения оптики - CS Mount
Масса – без оптической системы – 52 гр.
Системные требования – процессор, аналогичный по мощности Intel Core i7, не менее 4 Гб оперативной памяти, видеокарта, аналогичная по мощности Nvidia GeForce 6 со 128 Мб памяти
Рабочая температура окружающего пространства – от 0° до 45°
Оптимальная температура хранения – от -30° до 60°
Камера имеет два буфера памяти: на 32 и 1 Мб. Первый нужен в том случае, если пропускная способность интерфейса USB 3.0 не позволяет получить все кадры с камеры. Тогда буфер в 32 Мб служит накопителем, причем камера при накоплении в буфер данные не передает, разгружая шину USB. В случае заполнения буфера первое сохраненное изображение будет заменено последующим. Второй буфер камеры вместимостью 1 Мб не зависит от питания и предназначен для хранения любых пользовательских данных.
Кроме того, для хранения настроек камеры разработчики предусмотрели два канала памяти (MemoryChannels) и функционал для записывания данных о полученном изображении. К этим данным относятся: время снимка, область, интересующая исследователя, настройки усиления и затвора, FPS.
Для отсечения нежелательных колебаний в спектре инфракрасного излучения и во избежание смазанности изображения в потоке в камере предусмотрен инфракрасный фильтр.
Заключение.
Камера Point-Grey FL3-U3-32S2C-CS, USB 3.0 обладает отличной возможностью настройки под конкретные предпочтения каждого пользователя. Имеется три варианта настройки параметров: ручной, автоматический и вариант «one-push», означающий, что камера, однажды настроив параметр самостоятельно, позже выберет ранее применявшийся метод настройки.
Обзор позволяет уверенно рекомендовать эту камеру любому пользователю лабораторного оборудования, заинтересованному в качестве получаемого изображения, а значит, и в качестве применяемой техники.
