Baumer / Silicon Software »VisualApplets« vereinfacht FPGA-Bildvorverarbeitung

Die neuen LX-VisualApplets-Kameras ermöglichen eine integrierte, applikationsspezifische Bildvorverarbeitung direkt im Kamera-FPGA, um Bilddaten mit hoher Auflösung und Geschwindigkeit effizient und kostengünstig zu verarbeiten.
Die neuen LX-VisualApplets-Kameras ermöglichen eine integrierte, applikationsspezifische Bildvorverarbeitung direkt im Kamera-FPGA, um Bilddaten mit hoher Auflösung und Geschwindigkeit effizient und kostengünstig zu verarbeiten.

Die Verlagerung der Bildvorverarbeitung vom PC in den Kamera-FPGA bringt viele Vorteile, aber auch Programmier-Komplexität mit sich. Für dieses Problem bietet Baumer mit seinen neuen LX-Kameras dank des FPGA-Programmiertools »VisualApplets« von Silicon Software einen innovativen Lösungsansatz.

Standardkameras für industrielle Bildverarbeitungs-Anwendungen übertragen normalerweise Bilder des Sichtbereichs unkomprimiert an den PC zur Auswertung. Sie führen meist nur einfache Operationen wie Bildverbesserung oder Farbrechnung direkt aus. Anwender können diese Funktionalität jedoch nicht für ihre Applikation adaptieren, und die eigentliche Bildverarbeitung erfolgt im PC. Viele Anwendungen stellen zudem immer höhere Anforderungen an Auflösung, Bildrate, Qualität und Zuverlässigkeit der Bildverarbeitung. Schon heute stehen dafür entsprechende Bildsensoren und Schnittstellen sowie leistungsfähige PCs zur Verfügung, um auch Daten mit mehreren Gigabyte pro Sekunde zu übertragen und zu verarbeiten. Das erfordert jedoch häufig aufwändige Anpassungen des Systemaufbaus oder sogar Eigenentwicklungen. Dies ist aber nicht immer die beste und kostengünstigste Lösung.

Wie könnten Alternativen dazu aussehen? Einen modernen Ansatz, bei dem Teile der Bildverarbeitung auf einfache Art und Weise bereits in der Kamera ausgeführt werden, liefert der Sensorik- und Kamerahersteller Baumer mit den neuen LX-VisualApplets-Kameras. »VisualApplets« ist ein grafisches FPGA-Programmierwerkzeug des Mannheimer Entwicklungs-Software- und Framegrabber-Herstellers Silicon Software, mit dem Baumer für die neuen Kameramodelle kooperiert.

Bildvorverarbeitung neu partitioniert

Mittels »VisualApplets« erweitert Baumer den PC-basierten Ansatz um die Nutzung des Kamera-FPGAs zur intelligenten Lösung anspruchsvoller Inspektionsaufgaben. Industriekameras für PC-Bildverarbeitungssysteme setzen FPGAs typischerweise als zentrale Verarbeitungskomponente zur Sensoransteuerung und -korrektur, zur einfachen Bildverarbeitung sowie zur Ansteuerung der Datenausgabe-Schnittstellen und der Digital-I/Os ein. Dies ist nur möglich, weil die Bausteine vielseitig programmierbar und sehr leistungsfähig sind. Den technischen Entwicklungen der Halbleiterindustrie folgend, stellt jede neue FPGA-Generation mehr Verarbeitungsressourcen mit einer besseren Performance und Energieeffizienz bereit. Es liegt also nahe, diese Technologie für aufwändigere Bildverarbeitungs-Aufgaben bereits in der Kamera zu nutzen, um den gestiegenen Anforderungen zu begegnen und Veränderungen am Systemaufbau zu vermeiden bzw. Eigenentwicklungen zu umgehen.

Die neuen LX-VisualApplets-Modelle setzen an genau diesem Punkt an und ermöglichen eine applikationsspezifische Bildvorverarbeitung direkt im FPGA der Kamera. Sie bieten Sensoren mit hoher Auflösung und Geschwindigkeit. Mit drei Modellvarianten von 4, 12 und 20 Megapixel sowie einer GigE-Vision-konformen Gigabit-Ethernet-Schnittstelle lassen sich verschiedenste Anwendungen realisieren.