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Toujours une longueur d'avance

Carte d'acquisition FPGA pour le prétraitement d'image sans sollicitation de la CPU

21 mai 2014

Avec ses nouvelles cartes d'acquisition d'images microEnable 5 AD8-PoCL et microEnable 5 VD8-PoCL, Silicon Software présente deux cartes performantes destinées au traitement hautement parallèle de grands volumes de données grâce à la technologie FPGA dont elles sont équipées.

Selon la version actuelle de la spécification CameraLink, la transmission d'un maximum de 850 mégaoctets/s d'une caméra à la carte d'acquisition raccordée est possible. Par cela et en raison de la transmission parallèle stable de données, CameraLink reste encore une technologie très fiable et robuste pour les applications industrielles, notamment dans celles où le traitement d'image couleur est utilisé; cette bande passante est d'ailleurs souvent nécessaire car les variantes Color de nombreuses caméras fonctionnent avec une reconstruction des couleurs de pixels monochrome sur la base de filtres Bayer. La reconstruction des couleurs originales est donc possible, elle exige cependant en partie l'utilisation d'algorithmes très complexes. La bande passante des données d'images augmente alors jusqu'au triple étant donné qu'un pixel couleur est calculé sur la base d'un ou de plusieurs pixels monochromes.

Pour une application CameraLink avec caméra et carte d'acquisition, il existe
ici deux options : des données d'images monochromes sont transmises entre la
caméra et la carte d'acquisition, puis converties hors ligne en données
couleur dans la CPU de l'ordinateur hôte ; cette procédure chronophage ne
convient pas vraiment aux applications industrielles. La meilleure alternative
la caméra transmet des données d'images monochromes à la carte d'acquisition qui convertit ces données en valeurs de couleur sans latence et sans solliciter la CPU, puis, avec un débit de données pouvant être triplé, les transfère sous format RGB à l'ordinateur hôte où leur analyse sera alors plus simple.

Sur les caméras les plus rapides actuellement, un volume maximum de données d'images de 2,55 GB/s doit alors être reconstruit et transmis. Les cartes d'acquisition modernes misent pour cela, sur la technologie FPGA qui est destinée au traitement hautement parallèle de grands volumes de données. Ici, les ressources du processeur FPGA sont décisives pour le degré de parallélisme, et donc pour la bande passante du traitement, mais aussi pour la complexité algorithmique de la conception et, à fortiori, pour la qualité de la reconstruction couleur.

Pour cette tâche, Silicon Software a poursuivi l'évolution de ses cartes d'acquisition intelligentes de la série microEnable 5 pour CameraLink et présenté les modèles microEnable 5 AD8-PoCL et VD8-PoCL. En plus d'un branchement pour la configuration Full de CameraLink, ces modèles disposent d'un processeur FPGA haute performance de la série Xilinx Virtex 6, d'un volume maximal de mémoire d'1 Go et d'une interface PCI Express x8 de la 2e génération vers l'ordinateur hôte qui met une bande passante de 3,6 Go/s à disposition via la technologie DMA3600. Ainsi, la bande passante complète d'une caméra à grande vitesse peut être modifiée et transmise en toute sécurité. Le logiciel d'analyse qui exécute d'autres calculs sur l'ordinateur hôte est délesté grâce à la possibilité de prétraitement sur la carte d'acquisition.

Avec cette technologie performante, les cartes d'acquisition d'images de Silicon Software permettent de réaliser de nombreuses applications avec traitement des couleurs dans une multitude de domaines industriels comme, par exemple, l'industrie de l'imprimerie, le secteur de l'alimentation et de la technique agricole, lors de l'inspection de pellicules couleur pour écrans plats, dans l'inspection de cartes imprimées, de semi-conducteurs et d'installations électriques ou lors du contrôle de matériel sans fin et de surfaces. Dans le domaine de l'enregistrement à grande vitesse également, les applications profitent du traitement des couleurs intégré et d'une vitesse de sortie supérieure qui peut atteindre un débit d'images maximum de 425 images/s avec une résolution FullHD.

Tandis que la carte microEnable 5 AD8-PoCL a été conçue spécialement pour la prise de vues et le prétraitement d'image, la FPGA de la microEnable 5 VD8-PoCL peut être utilisée pour un traitement en temps réel des images. La programmation est effectuée via l'environnement graphique VisualApplets de Silicon Software. Les bibliothèques faisant partie du volume de livraison comprennent des opérateurs de fonction qui permettent un traitement individuel des couleurs pour des applications en temps réel. Aujourd'hui, grâce à ces technologies avancées, le traitement des couleurs n'est plus une opération insurmontable.

Les cartes d'acquisition d'images de la série microEnable 5 conviennent pour l'utilisation avec toutes les caméras linéaires et matricielles CameraLink de l'offre de STEMMER IMAGING comme, par exemple, les modèles Piranha 4 et Linea de Teledyne DALSA, la caméra JAI Spark SP-20000C ou les caméras Vieworks VC- 12MC et VC-25MC. Combinées avec l'environnement logiciel Common Vision Blox, ces cartes d'acquisition d'images développent tout leur potentiel.

Silicon Software

Mannheim, Germany

Fondée en 1997, Silicon Software GmbH a son siège à Mannheim. L’entreprise développe des logiciels et des systèmes de pointe, et offre ainsi à ses clients non seulement des produits standard et OEM, mais aussi des solutions extrêmement flexibles qui permettent aux entreprises de s’adapter très rapidement aux nouvelles exigences du marché.

Silicon Software microEnable 5 – Carte d’acquisition avec interface ultra-rapide
  • Carte d’acquisition pour des applications de vision difficiles haute-résolution et à fréquence d’images élevée
  • Interface CoaXPress, CameraLink ou CameraLink HS
  • Fonction de prétraitement pour réduire le volume des données et la charge du processeur