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Durchbruch der GigE-Schallmauer

Verlustfreie Erhöhung des GigE-Datendurchsatz um 150%

Mit der zum Patent angemeldeten Datenverschlüsselungstechnologie TurboDrive lassen GigE Vision-Kameras die bisher bestehenden Bandbreitenbeschränkungen weit hinter sich – bei verlustfreier Erhöhung des Datendurchsatzes um bis zu 150%.
Seit der Einführung in 2006 hat sich GigE Vision dank seiner Benutzerfreundlichkeit und Kosteneffizienz eine breite Akzeptanz als Kamera-Interface-Standard erobert. Zu Anfang stellte das Framegrabber-freie Interface ausreichend Bandbreite zur Verfügung, um die Bildübertragung von den meisten Sensoren zu ermöglichen. Zehn Jahre später ist das Gigabit-Ethernet-Netzwerk jedoch zum Engpass geworden, da moderne hochauflösende CMOS-Bildsensoren die technischen Kapazitäten des GigE Vision-Interface überschreiten. Die Herausforderung für die Bildverarbeitungsbranche besteht darin, den Durchsatz zu erhöhen, ohne auf die zahlreichen Vorteile von GigE Vision zu verzichten, namentlich geringe Kosten, Benutzerfreundlichkeit, lange Kabelstrecken und Popularität im Hinblick auf industrielle und Verbraucher-Anwendungen. Mithilfe einer neuen Technologie können die Beschränkungen von GigE bei der Übertragung von Pixelinformationen nun überwunden werden. TurboDrive ist eine urheberrechtlich geschützte, zum Patent angemeldete Technologie, die GigE-Beschränkungen weit hinter sich lässt und GigE Vision-Kameras die Übertragung von Pixelinformationen mit mehr als 115MB/s ermöglicht. Zeilen- und Frameraten werden damit über die Nennkapazität hinaus beschleunigt. Der Durchsatz kann je nach Bild ohne den geringsten Verlust von Bilddaten um bis zu 150% erhöht werden – das im Systemspeicher empfangene Bild ist mit dem vom Kamerasensor aufgezeichneten Bild identisch.

100% Bilddaten-Übertragung

TurboDrive verwendet modernste Datenverschlüsselungstechniken, die vom Sensor aufgezeichnete Redundanzen berücksichtigen. Die auf Bildentropie basierende Verschlüsselungstechnologie bildet Pixelinformationen verlustfrei ab – die Datenintegrität bleibt stets erhalten. Dadurch sind für die Verschlüsselung einzelner Pixel weniger Bits erforderlich, was eine schnellere Datenübertragung zur Folge hat. Bisher wurden absolute Verschlüsselungsverfahren mit 8 bis 16Bits verwendet, um Bildinformationen zu übertragen. Im Gegensatz dazu verwendet die neue Technologie eine lokalisierte, relative Verschlüsselung, bei der zunächst jedes Pixel im Kontext untersucht wird. Dies ermöglicht eine kompaktere und effizientere Verschlüsselung der Pixelinformationen, für die weniger Bits erforderlich sind. Aufgrund seiner speziellen Verschlüsselungstechnik erfordert TurboDrive eine zuverlässige Übertragungsstrecke mit Fehlerkorrektur. So kann sichergestellt werden, dass für die Entschlüsselung immer ein fehlerfreies digitales Signal zur Verfügung steht, da Fehler im Protokoll in der Übertragungsschicht behoben werden. Neben GigE Vision können auch USB3 Vision und Camera Link HS von TurboDrive profitieren. Die Technologie ist jedoch nicht mit Camera Link kompatibel, da Fehler bei Camera Link nicht in der Übertragungsprotokollschicht korrigiert werden.

Burst-Modus und Zyklusmodus

TurboDrive kann zusammen mit anderen Funktionen wie Burst-Modus, Zyklusmodus oder einer Kombination von beiden verwendet werden, um die Bildübertragung zu beschleunigen und den allgemeinen Durchsatz zu erhöhen. Der Burst-Modus ermöglicht bei hohen Erfassungsraten die Pufferung zahlreicher Bilder im internen Kameraspeicher, um diese später bei geringerer Auslastung über das GigE Vision-Netzwerk zu übertragen. Der Zyklusmodus ermöglicht die Aufnahme mehrerer Bilder mit unterschiedlichen Aufnahmeparametern (z.B. Belichtungszeit oder Region of Interest) in schneller Abfolge. Der Zyklus wird wiederholt, bis der Gesamtprozess unterbrochen wird. Zyklusmodus und Burst-Modus können miteinander kombiniert werden, um die Einschränkungen der Datenverbindung zu umgehen. Die Bilder werden dabei lokal gespeichert, während für einzelne Aufnahmen unterschiedliche Parameter zur Anwendung kommen.

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