Возможности цифровой камеры серии Point-Grey FL3

Опубликовано 02.04.2012 13:20

Автор: Сергей Шмигирилов

Данный обзор посвящается новому промышленному устройству - камере Point-Grey FL3, которая поддерживает высокую скорость передачи данных USB 3.0, что позволяет предоставлять высокие значения FPS и отличное качество изображений.

 

Дизайн камеры и комплектация

Размеры камеры – небольшие. Внешне выполнена стильно и привлекательно. Корпус изготовлен из материала, соответствующего мировым стандартам RoHS. Все винты закручены так, что не позволяют стенкам корпуса шататься. Камера, соответствуя международным нормам по выпуску электронных устройств такого вида, имеет огромные возможности в настройках изображений, легко может поддерживать синхронизацию с прочими аппаратами и ПО при помощи 8-пинового GPIO разъема. Задняя стенка камеры оборудована разъемом USB 3.0, 8-пиновым разъемом, двухцветным индикатором питания и положения камеры.

Сбоку на стенках написано название и модель камеры. На нижней стенке есть отметки о соответствующих сертификатах, стране производителе, названии камеры. Здесь же расположены отверстия для треноги, поставляемой опционально. Традиционная комплектация камер располагает контроллером для PCI-e слота, кабелем USB 3.0 стандарта, непосредственно камерой и пылезащитной заглушкой. Камера, также, располагает встроенным датчиком считывания температуры.

Настройки камеры Point-Grey FL3

Цифровая камера USB 3.0 Point-Grey FL3-U3-32S2C-CS исследована с помощью поддерживающей ее программы Altami Studio. В стандартном режиме при строгой регламентации метода интерполяции, формата изображения, его разрешения и скорости потока, можно поменять резкость, яркость, оттенки и цветовую палитру. Возможна настройка экспозиции ручная или автоматическая. В таких же режимах можно настраивать затвор и усиление, а также баланс белого, скорость потока, алгоритм интерполяции изображений. В расширенном режиме можно только изменить яркость, настроить экспозицию, баланс белого цвета настраивается вручную, скорость потока, способ интерполяции.

Программа для управления камерой Altami Studio предлагает для этой камеры следующие способы интерполяции, которые делятся на 3 группы:

• Плохое качество изображений при стремительной скорости потока. Сюда относятся способы интерполяции «По соседним элементам», «IPP», «Edge sensing». Из них – «По соседним элементам» меньше всего склонен к критичным артефактам изображений. Однако, при этом, он может сильно смазывать тело объекта и делать резкой границу между пикселами.
• Сравнительно хорошее качество изображений при скорости потока среднего уровня. Сюда вошел способ «HQLinear», показывающий неплохую скорость потока и качество изображений.
• Отличное качество изображений, как правило, максимально допустимое для данной камеры, при скорости потока достаточно низкой. В эту группу вошли два наиболее медленных и, одновременно, качественных способа интерполяции, включая «Rigorous» и «Directional». У «Directional», при сравнении, выше скорость потока, чем у «Rigorous», и отсутствуют хроматические аберрации.

Для проверки камеры и микроскопа на степень работоспособности сделаны снимки на настоящем объекте при помощи камеры Point-Grey FL3-U3-32S2C-CS, используя металлографический микроскоп и включенную гистограмму в Altami Studio. Оценка качества снимков осуществляется с учетом следующих критериев: яркости, количества цвета, дискретизации. Если отсутствует интерполяция, можно ориентироваться на снимок, как на идеал представления яркости. Наиболее качественным способом интерполяции изображений в данной камере считается «Directional». Он ближе всего к реальности. Хорошо сглажен график красного канала, несколько более квантизована гистограмма синего канала.

Далее следует «Rigorous», сохраняющий те же общие тенденции графиков на гистограмме, но немного беднее осуществляющий передачу всех показателей. И при возрастании страдает от аберрации. Еще один метод – это «HQLinear», где присутствует поедание цветопередачи, яркости и квантизация в выраженной форме. Основное достоинство данного метода - конкурентоспособность получения изображений при хорошей скорости потока. Метод «IPP» следует сразу же за «HQLinear», показывая, при этом, немного ниже результаты в яркости и цветовой передаче. Потом идет метод «EdgeSensing» с ярко выраженным эффектом дискретизации изображений. Яркость и цвета приглушены еще больше. При использовании «Метода по соседним элементам» эффект дискретизации заметен меньше.

Технические возможности камеры

• Цифровой интерфейс USB 3.0
• Матрица Sony IMX036 1/2.8" Rolling Shutter CMOS
• Форматы изображений Y8, Y16, RGB, YUV422, RAW8, RAW12, RAW16
• Скорость по передаче данных максимум 5.0 Гбит/сек
• Максимальное разрешение 1600х1200 - стандартный режим, 2080х1552 –расширенный режим
• Экспозиция максимум 24 дБ
• Расширенные режимы изображений Биннинг, ROI
• Гамма-коррекция 0.50 4.00 гамма единиц
• Скорость затвора 0.3 мс 20 с и более
• Вес без системы оптики 52 гр.
• Размеры без оптических систем 29х29х30 мм
• Разъем для оптики CS Mount
• Температура окружающего пространства для работы устройства 0° - 45°
• Температура для хранения 30° - 60°
• Системные требования Процессор - эквивалент Intel Core i7, 4 гигабайт и более оперативной памяти,
• Видеоплата - эквивалент Nvidia GeForce 6 серии со 128 Мб видеопамяти.

Камера располагает двумя буферами памяти. На 32 Мб - для скапливания кадров, когда интерфейсу USB 3.0 пропускной способности для получения всех кадров с камеры не хватает. Второй буфер - на 1 Мб, не зависит от питания, позволяет хранить практически всякие пользовательские данные. Для сохранения настроек устройства предусмотрены 2 канала памяти. Есть функционал для записи метаданных об изображениях: область интереса, время съемок, FPS, настройки усиления и затвора. Отсечь ненужные колебания в инфракрасном спектре и предотвратить расплывчатость изображений в потоке дает возможность инфракрасный фильтр.

Таким образом, данная камера, наделенная большими возможностями в ручных и автоматических настройках, отлично подойдет для любого пользователя, заинтересованного в исследованиях качественным оборудованием.