[프레임그래버] 영상 취득 시퀀스

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[프레임 그래버] 프레임 그래버(Frame Grabber)

 

 

머신 비전 카메라를 사용해본 사람이라면 연속 모드(Continuous Mode) 와 트리거 모드(Trigger Mode)라는 단어를 들어봤을 겁니다.

처음 접해보는 분들이라면 저게 뭐지 싶겠죠?

 

간단하게 예를 들면 스마트폰 카메라와 똑같은 동작입니다.

스마트폰 카메라로 물체 혹은 배경을 촬영할 때 원하는 시점에 '버튼'을 눌러 촬영하죠?

이러한 방식을 트리거 모드(Trigger Mode)라고 합니다.

 

이와 달리 연속 모드(Continuous Mode)는 '버튼'을 꾹 누르고 있는 것과 같습니다.

(삼성 갤럭시 시리즈는 촬영 버튼을 꾹 누르고 있으면 '버스트 샷'이 동작합니다. 버스트 샷은 '연속 촬영'을 의미합니다.)

일단 수 십장의 사진을 획득하고 나중에 원하는 사진만 고르는 것이죠.

 

이제 타이밍 차트로 더 자세히 알아볼건데요.

아래에 보여지는 내용들은 카메라의 동작과 연관되어 있습니다.

 

연속 모드(Continuous or Free Run Mode)

연속 모드는 카메라가 정해진 속도(변경 가능하며 보통 최대 속도로 설정되어 있습니다.)로 연속해서 촬영하는 방식입니다.

< 연속 모드 타이밍 차트 >

타이밍 차트를 보면, 첫 번째(#1) 노출이 끝나면 첫 번째(#1) 리드아웃이 시작되고, 리드아웃이 끝나는 시점에 동시에 다음 노출(#2)이 시작합니다.

그리고 두 번째(#2) 리드아웃이 끝나는 시점에 동시에 다음 노출(#3)이 시작됩니다.

이러한 동작이 연속해서 반복되는 것이 연속 모드입니다.

 

만약 카메라의 최대 속도로 설정된 조건에서 노출 시간(Exposure Time)을 더욱 길게 설정한다면,

위 타이밍 차트가 점점 밀리기 때문에 출력 속도(fps : Frame per Second)가 낮아집니다.

< 긴 노출 시간의 연속 모드 타이밍 차트 >

 

반대로 노출 시간을 매우 낮춘다면 출력 속도가 올라갈까요?

< 짧은 노출 시간의 연속 모드 타이밍 차트 >

그렇지 않습니다. 노출 시간이 짧아졌을 뿐, 리드아웃 시간은 동일하기 때문입니다.

(리드아웃 시간(Readout Time)은 노출 시간과 관계 없이 동일합니다. 예외의 상황도 있지만 이번 글에서는 기본적인 상황만 생각하겠습니다.)

 

여러 조건의 연속 모드를 알아보았는데요. 그렇다면 연속 모드는 언제 쓰일까요?

보통 모니터링에 많이 쓰이지만, 간혹 검사 시퀀스로 쓰는 곳도 있습니다.

하지만 검사 시퀀스로 쓰이기에는 올바르지 않은 방식입니다.

검사하고자 하는 대상체가 언제 카메라의 FOV 내에 들어올지 모르고, 

카메라의 데이터가 실시간으로 연속해서 수신되기 때문에 평상시 PC 부하가 증가하기 때문입니다.

 

트리거 모드(Trigger Mode)

트리거 모드는 트리거 신호를 받은 후 한 프레임을 취득하는 동작입니다.

< 트리거 모드 타이밍 차트>

위 타이밍 차트의 동작은 다음과 같습니다.

① 트리거 신호 대기 상태 중에 트리거 신호가 입력된다.

② 트리거 신호의 Rising Edge에 반응하여 노출(#1)이 시작된다.

③ 노출(#1)이 끝나면 리드아웃(#1)이 시작된다.

④ 트리거 신호가 없으면 트리거 신호를 대기한다.

 

즉, 원하는 순간에 신호를 입력하여 이미지를 취득하는 방식입니다.

그래서 거의 모든 검사 시퀀스에서는 트리거 모드를 사용하고 있습니다.