Bildverarbeitung - neue In-Kamera-Bildoptimierung für Industriekameras

Basler PGI - das neu entwickelte Firmware-Feature ermöglicht eine In-Kamera-Bildoptimierung bei voller Geschwindigkeit

(PresseBox) (Olching, ) Um die exzellente Bildqualität der Industriekameras noch weiter zu verbessern, bietet Basler mit allen neuen ace Kameras sowie allen dart und pulse Kameras ein neues und einzigartiges Feature-Set an: PGI ist eine leistungsstarke, zum Patent angemeldete In-Kamera-Bildoptimierung. Das Alleinstellungsmerkmal von PGI ist die Kombination aus Bildschärfe-Optimierung, Rauschunterdrückung, Farb-Anti-Aliasing und 5x5-Debayering.
Das Feature-Set wurde unter Berücksichtigung einer sehr schlanken und ressourcenschonenden Implementierung entwickelt. Das bedeutet, die Kamera behält bei aktiviertem PGI ihre volle Geschwindigkeit und kommt ohne kostensteigernde Maßnahmen wie z. B. einen größeren internen Speicher oder andere Recheneinheiten aus. Durch die Ausführung direkt in der Kamera ist PGI voll echtzeitfähig und sorgt für eine deutliche Verkürzung von Latenzzeiten.
PGI erlaubt Anwendern somit nicht nur eine schnellere Bildverarbeitung und damit einen höheren Durchsatz, es ermöglicht auch Kosteneinsparungen in der Bildverarbeitungskette und liefert durchgängig eine deutlich optimierte Bildqualität.


Basler PGI im Detail

PGI besteht aus der Kombination von verschiedenen Features.
Mit der Basler pylon Software Suite können Sie die PGI-Features aktivieren oder die Einstellungen für einzelne PGI-Komponenten anpassen damit Sie das für Ihre Applikation optimale Ergebnis erzielen.

Bildschärfe-Optimierung
Farbkameras können scharfe und feine Strukturen oftmals nicht oder nur schlecht abbilden. Das Resultat sind dann Aliasing-Effekte oder eine reduzierte Bildschärfe. Der Grund hierfür liegt in den Interpolationsalgorithmen, bei Kameras mit Bayer-Pattern auch Debayering genannt. Das PGI-Feature-Set liefert durch seinen der Bildstruktur angepassten Interpolationsalgorithmus eine deutlich verbesserte Bildschärfe, die durch einen zusätzlichen Schärfefaktor weiter gesteigert werden kann.
Diese Verbesserung kommt vor allem Applikationen zugute, die eine hohe Bildschärfe benötigen. Dies sind z.B. alle Anwendungen, in denen Farbkameras Buchstaben oder Ziffern (z.B. ANPR in Verkehrsanwendungen) oder andere feine und scharfkantige Strukturen (z.B. Barcodes) aufnehmen und verarbeiten müssen.

Rauschunterdrückung
Rauschen ist ein in jeder Kamera vorkommendes Phänomen, das mehrere Gründe haben kann (Photon Shot Noise, Sensorrauschen). In Farbkameras kommt zum Graurauschen auch noch das Farbrauschen hinzu, das sich durch die Aneinanderreihung mehrerer Rechenschritte und Interpolationen ergibt und verstärkt. PGI berücksichtigt und vermeidet diese Art der Rauschbildung im Vorfeld durch geschickte Verknüpfung und Parallelisierung der Rechenoperationen. Zudem kann durch eine aktive Rauschfilterung das Rauschlevel weiter reduziert werden, was eine zusätzliche Verbesserung des Bildes ermöglicht.

Farb-Anti-Aliasing
Die Nutzung von Debayering-Algorithmen führt leicht zu Fehlfarben in aufgenommenen Bildern. Dies bedeutet, dass auch in eigentlich farblosen Strukturen plötzlich Farben sichtbar werden. Grund hierfür sind Grenzen der Auflösung der Kameras. Die Auflösungsgrenzen sind verantwortlich dafür, dass bei Farbkameras mit Bayer-Pattern nur bestimmte Farben belichtet und somit falsche Interpolationswerte erzeugt werden. PGI nutzt einen erweiterten Informationsraum beim Debayering und korrigiert gleichzeitig die Fehlfarben.

5x5-Debayering
Im Allgemeinen beschreibt Debayering einen Algorithmus, der das Farbbild aus den Daten des Bildsensors berechnet. Da jedoch der Bildsensor nicht die Farbwerte für jede Farbe in jedem einzelnen Pixel bereithält, muss der Algorithmus interpolieren, um diese Information zu erhalten. Üblicherweise bieten Kameras ein 2x2-Debayering, bei dem die zwei nächstgelegen Pixel bei der Berechnung der tatsächlichen Farbe eines Bildes berücksichtigt werden. Dies führt teilweise zu unebenen Rändern zwischen Farben und anderen Artefakten. Durch das 5x5-Debayering aus dem PGI-Feature-Set wird dieser Übergang zwischen verschiedenen Farben klarer und die Artefakte verschwinden gänzlich. Gleichzeitig trägt das optimierte Debayering zur Rauschunterdrückung bei.

Nutzen Sie die Möglichkeiten von pylon und aktivieren Sie die PGI-Features oder ändern Sie die Einstellungen einzelner PGI-Komponenten, bis Sie das für Sie optimale Ergebnis erzielt haben.

Folgende Kameras verfügen über das PGI-Feature-Set:
* Basler dart Kameraserie
* Basler pulse Kameraserie
In Kürze:
* Basler ace Kameras mit Sony IMX174, IMX 249 oder PYTHON Sensoren

Fordern Sie das Basler PGI White Paper an.


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