[산업자동화] 머신비전 - 프레임 그래버란?

Frame Grabber?

프레임 그래버는 비디오 카메라를 컴퓨터에 연결하기 위한 컴퓨터 확장보드를 일컫는 일반적인 이름입니다.

이 이름은 이미지 프레임을 생성하는 에어리어 스캔 카메라에 적합합니다. 라인 스캔 카메라가 관련되면 프레임 대신 라인이 생성됩니다. 그럼에도 불구하고 인터페이스 보드는 여전히 일반적으로 프레임 그래버라고 불립니다.

프레임 그래버는 내부 저장 구조에 따라 여러 종류로 분류될 수 있습니다. 일반적인 두가지 종류는 아래와 같습니다.

- 프레임 버퍼 기반 프레임 그래버 (Frame buffer-based frame grabbers)

- FIFO 기반 프레임 그래버 (FIFO-based frame grabbers)

What is a Grabber?

그래버는 프레임 그래버가 소유한 하드웨어 리소스 세트입니다. 프레임 그래버는 동시에 작동하는 여러 그래버를 통합할 수 있습니다. 이로 인해 단일 보드 내에 여러 개의 카메라와 연동될 수 있습니다.

여러 그래버를 동시에 작동할 수 없는 경우에도 여러 대의 카메라를 처리할 수 있습니다. 이 경우, 그래버(또는 그래버 세트)는 시간 다중화 방식으로 사용됩니다. 이것을 "그래버 스위칭"이라고 합니다. 그래버는 각 카메라에 연속적으로 할당되어 카메라를 제어하고 비디오 프레임이나 페이지를 획득합니다.

프레임 버퍼 기반 그래버는 프레임이나 페이지를 온보드 프레임 버퍼에 저장한 다음 호스트 메모리에 저장합니다.

FIFO 기반 그래버는 프레임이나 페이지를 호스트 메모리에 직접 저장합니다.

Frame Buffer-Based Frame Grabber

그래버는 카메라에 필요한 모든 타이밍 및 제어 작업을 담당하고 카메라에서 제공하는 비디오 데이터(아날로그 또는 디지털)를 조절하는 하드웨어 리소스 세트입니다.

프레임 버퍼는 카메라에서 생성된 풀 프레임 이미지를 저장할 수 있을 만큼 큰 내부 저장 영역입니다. Line-Scan 작업의 경우 프레임은 실제로 연속된 라인 집합으로 구성되며 이 집합을 페이지라고 합니다.

DMA 컨트롤러는 DMA(Direct Memory Access) 방식으로 프레임 버퍼에 저장된 이미지를 호스트 컴퓨터 메모리로 전송할 수 있는 장치입니다. 이 전송에는 호스트 CPU 개입이 필요하지 않습니다.

일반적으로 호스트 컴퓨터는 PC이고 주변 장치 버스는 PCI 버스입니다. 프레임이나 페이지가 저장되는 온보드 또는 호스트 메모리의 영역을 "표면(Surface)"이라고 합니다. 표면은 프레임(영역 스캔) 또는 페이지(라인 스캔)에 해당하는 2차원 이미지를 저장할 수 있는 메모리 컨테이너입니다.

프레임 버퍼 기반 프레임 그래버에서는, 카메라에서 버퍼로의 전송과 버퍼에서 표면으로의 전송이 분리될 수 있습니다. 이런 경우 그래버의 목표는 프레임 버퍼를 공급하는 것입니다. 프레임 버퍼에서 표면(PC의 메모리)으로 이동은 전송기(transfer)의 규칙에 따라 수행됩니다.

FIFO-Based Frame Grabber

FIFO 기반 프레임 그래버에서는 카메라에서 버퍼로의 전송이 버퍼에서 표면으로의 전송과 분리될 수 없습니다. 그래버의 목표는 호스트 메모리에 직접 공급하는 것입니다.

끝.