ハイフレームレートカメラとは?なぜ重要なのか、どのように選択するのですか?

エンベデッドビジョンの継続的な成長により、高フレームレートカメラの必要性が高まっています。ほとんどのエンベデッドビジョンアプリケーションでは、一般的なカメラフレームレート30〜60 FPSで十分ですが、個々のアプリケーションが400 FPSを超える高いフレームレートを必要とすることも排除されません。

動きの速い物体を鮮明に捉えるためには、高フレームレートのカメラを使用する必要があります。この記事では、ハイフレームレートカメラの特徴と基本を見ていきます。

ハイフレームレートカメラとは正確には何ですか?

高フレームレートカメラは、より高度なセンサーを利用しており、通常のカメラと比較して、短時間で数百または数千フレームで高速移動する物体の画像やビデオをキャプチャできます。同時に、画像の解像度とフレームレートのバランスをとる必要があります。解像度を高くすると、より詳細な画像が得られますが、フレームレートが低下する可能性があります。それどころか、高フレームレートは滑らかな動きをキャプチャしますが、画像の詳細がいくらか犠牲になる場合があります。

では、カメラの高フレームレートとは何でしょうか?これに対する標準的な定義はありません。アプリケーションが異なれば、高フレームレートの定義も異なります。エンベデッドビジョンでは、4K以上の解像度を使用する場合、30FPSでも高フレームレートと定義できます。同様に、フルHDでは、60〜120FPSを高フレームレートとして定義できます。

ハイフレームレートカメラはどのように機能しますか?

ハイフレームレートカメラの仕組みの中心にあるのは、通常のカメラの30FPS程度よりもはるかに速い速度で画像をキャプチャする能力です。この機能は、動きの速いオブジェクトをキャプチャする必要があるシーンで重要です。一般的なワークフローは次のとおりです。

• 画像キャプチャ:ハイフレームレートカメラは、非常に高速な読み出し速度を持つ高度なイメージングセンサーを使用して、短時間で大量の画像データをキャプチャします。
• 画像処理：キャプチャされた画像データは、高度な画像処理アルゴリズムにより、遅延を抑えて迅速に処理されます。
• マイクロプロセッサー：強力なマイクロプロセッサにより、これらのカメラは大量の画像データを処理しながら高フレームレートで動作します。
• 解像度の低下:高いフレームレートを実現するために、これらのカメラは多くの場合、フレームレートを上げながら画像の解像度を下げ、画質とフレームレートの関係のバランスを取ります。

なぜ高フレームレートカメラが重要なのですか?

経験豊富な人は、低フレームレートのカメラを使用して高速で移動する物体をキャプチャすると、画像がぼやけたり歪んだりする可能性があることを知っておく必要があります。したがって、使用することは非常に重要ですハイフレームレートカメラ画像の精度が重要なエンベデッドビジョンアプリケーションで、高速で移動する物体をキャプチャするため。これにより、イメージと現実の不一致が減少します。たとえば、検査ベースのアプリケーションの場合、高フレームレートのカメラは、オブジェクトのミスアライメント、欠陥、およびその他の問題を即座に認識し、それらを解決するために迅速に対応し、生産で一貫した品質を維持できます。

フレームレートが高いほど、1秒間にキャプチャされる画像が多くなるため、ぼやけの可能性が低くなります。適切な露光時間は、高いフレームレートを達成するための要因の1つです。露出が長くなるほど、画像がぼやける可能性があります。

ハイフレームレートのカメラを選ぶ際に注意すべき点は何ですか?

高フレームレートのカメラを選択するときは、解像度、フレームレート、感度とダイナミックレンジ、接続性など、さまざまな側面を考慮する必要があります。

解決：画像の詳細に影響します。高解像度は、フレームレートを犠牲にする可能性があります。必要に応じて解像度とフレームレートのバランスを取り、ディテールとキャプチャ速度を同時に確保する必要があります。

フレームレート:は、1 秒あたりにキャプチャされる画像の数を決定します。オブジェクトが移動する速度と必要な詳細レベルに基づいて、適切なフレームレートを選択する必要があります。

感度とダイナミックレンジ:感度とダイナミックレンジは、さまざまな照明条件下で画像をキャプチャするカメラの能力の尺度です。高感度カメラは、暗い場所でもより鮮明な画像を撮影できます。ハイダイナミックレンジカメラは、高コントラストのシーンをより適切に処理できます

接続：通常、高フレームレートのカメラは大量のデータを生成します。効率的な接続性により、高速で安定したデータ転送が保証されます。一般的なデータ転送プロトコルには、GigE Vision、USB3 Vision、MIPIなどがあります。

高フレームレートカメラの使用が必要なのはどの領域ですか?

スポーツ分析:スポーツ分野では、高フレームレートのカメラは、アスリートのすべての動きをキャプチャして詳細な分析を行うことができます。これは、アスリートがトレーニングするだけでなく、審判がアスリートの行動について合理的な決定を下すのにも役立ちます。

産業オートメーション:産業オートメーションでは、高フレームレートのカメラを使用して、正確な物体の位置決め、測定、欠陥検出を行っています。生産ラインで動きの速い物体を捕捉することで、不適合な製品を特定して廃棄し、製品の品質と生産性を確保します。

マシンビジョン:リアルタイムのフィードバックが必要なマシンビジョンでは、画像の精度が重要です。高フレームレートカメラは、高速で正確な画像データを提供し、ロボットのパフォーマンスを向上させ、正確に動作させるのに役立ちます。

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