Was leistet ein Framegrabber?
Das Konzept eines Framegrabbers ist durch die Anforderungen, die er erfüllen muss, komplex. Es fängt bei der Spannungsversorgung der Kameras an, geht weiter über den sicheren Einzug (auch über mehrere Kameras) ohne Bildverlust mit variablen Synchronisierungsmöglichkeiten, und dies teilweise verbunden mit Bildrekonstruktionen auf Paketen oder für die Farbdarstellung. Die Signalverarbeitung bei Zeilenkameras fordert unterschiedlichste Zeitabhängigkeiten zwischen den Peripheriegeräten. Der Datentransfer über große Distanzen und weniger gute Kabel muss über intelligente Algorithmik und elektronische Verstärkung gesichert werden. Eine breite Anzahl von aktuellen Betriebssystemen muss unterstützt werden, die Last der Treiber sollte dabei gegen null gehen und das SDK muss einfach verständlich, aber leistungsstark sein. Eine nicht zu unterschätzende Eigenschaft der Framegrabber ist sein Determinismus in der Datenannahme, -verarbeitung und dem -transfer. Doch die Liste ist weitaus länger. Standards, die eine Kamera-Framegrabber-Verbindung vorsehen, haben viele Aspekte im Vorhinein bedacht und wurden für die Anforderungen in der Bildverarbeitung zugeschnitten. Sogar spezielle Funktionen, wie die optische Bildübertragung, Hochgeschwindigkeitsrückkanäle oder auch Datenweitergabe und -bündelung wurden in den Spezifikationen aufgenommen. Viele Standards, die auf PC-Schnittstellen aufbauen und keinen Framegrabber erwarten, mussten überarbeitet, optimiert und erweitert werden. Framegrabber-Lösungen, die in diesem Bereich (z.B. GigE Vision) dennoch angeboten werden, haben für viele Kunden erst die notwendige Professionalität ihrer Anwendungen garantiert. Erfahrungen haben gerade im Bereich der Multikamera-Anwendungen bei GigE Vision gezeigt, dass Systembelastungen, Transfersicherheit und schwer einzuschätzende Verhalten einer NIC-Karte auch heute noch starke Argumente für den Einsatz einer spezialisierten Framegrabber-Karte sind. Blicken wir in angrenzende Bereiche der Bildverarbeitung, z.B. die Automation, finden sich dort harte Anforderungen an eine Echtzeitfähigkeit in dem gesamten Bildverarbeitungsprozess, die einen Framegrabber einfordern. Der letzte Bereich der OEM-Kunden fasst als ‚best of both worlds‘ die Anforderungen der obigen Punkte zusammen. Eigentlich Framegrabber-lose Standards bekommen professionelle, industrielle Features, bestehende Framegrabber-Standards werden als Spezifikationsmix um fehlende Features erweitert. In einem großen Nahrungsmittelprojekt werden z.B. mehrere GigE Vision Kameras mit CompactPCI-Framegrabber verbunden. Zum einen baut das System auf die große Anzahl und Erfahrungswerte der GigE Vision Kameras auf, zum anderen erhält das System ein hartes Echtzeitverhalten mit variabler Signalverarbeitung.
Die Legende von den hohen Systemkosten
Gerne werden die Kostenreduzierungen durch die Einsparungen des Framegrabbers ins Feld geführt. Gerade bei dem Ansatz, ein System von der Kamera aus zu konzeptionieren, ist dieser Schritt schnell vollzogen. In Kundengesprächen wurde uns meistens die späte Erkenntnis erst in einer der letzten Phasen, wie die verlorene Zeit und späte Markteinführung, Vermeidung komplizierter Wartungen als die schmerzlichsten Punkte offenbart. Die Zusatzkosten wurden uns – vielleicht auch der Situation geschuldet – nicht als wichtigster Punkt genannt.
