머신 비전 카메라의 종류 : 디지털 기반 카메라(Camera Link, USB, 1394, GigE)

NI 비전 : 머신 비전 카메라의 종류 : 디지털 기반 카메라(Camera Link, USB, 1394, GigE)

지난 글을 통해서 머신 비전에서 사용하는 카메라의 표준은 크게 아날로그와 디지털로 구분된다고 설명을 드렸습니다. 

아날로그 카메라에 대한 표준에 대한 내용을 살펴보고 싶다면 아래의 글을 참고하시기 바랍니다.

관련 링크 : 

2014/08/26 - [National Instruments/Vision] - 머신 비전 카메라의 종류 : 아날로그 카메라(NTSC, PAL, RS170C, CCIR)

카메라의 표준은 아래의 그림으로 구분을 할 수 있습니다. 

이번글에서는 Camera Link와 IEEE1394, USB, GigE에 대해서 살펴보도록 하겠습니다. 

디지털 카메라

디지털 카메라는 아날로그 카메라가 가진 속도에 대한 문제점을 해결하고 높은 이미지 품질과 픽셀의 깊이를 제공하고 있습니다. 디지털 카메라 내에는 디지타이저가 내장되어 있으며, 이를 통해서 큰 이미지 크기 및 고속의 프레임 속도 제공이 가능합니다.

Camera Link

Camera Link는 National Semiconductor Interface인 Channel-Link를 기반으로 컴퓨터 비전 어플리케이션을 위해 고안된 디지털 비디오의 고속 전송을 위한 시리얼 통신 표준입니다. 이 표준은 카메라, 케이블, 프레임 그래버를 포함하고 있으며 과학 및 산업용 비디오 제품에 대한 표준화를 목적으로 설계되었습니다. 이 표준은 AIA라 불리는 Automated Imaging Association에 의해서 유지되고 있습니다.

Camera Link 스펙을 준수하는 카메라는 반드시 Camera Link 표준에 따르는 프레임 그래버와 작동을 해야 합니다.(Frame Grabber가 반드시 필요합니다.)

관련 링크 : http://en.wikipedia.org/wiki/Camera_Link

IEEE 1394

IEEE 1394, 혹은 파이어와이어(FireWire), 아이링크(i.Link)는 미국의 애플이 제창한 개인용 컴퓨터 및 디지털 오디오, 디지털 비디오용 시리얼 버스 인터페이스 표준 규격입니다. IEEE 1394는 데이터의 고속 전송과 등시성 실시간 데이터 서비스를 지원하며, 낮은 단가와, 간단하고 융통성 있는 케이블 시스템 덕에 병렬 SCSI를 대체하였습니다. 

특징은 다음과 같습니다. 

• 디지털 인터페이스의 표준: 반복적인 디지털 대 아날로그의 변환에 따라 발생하는 지속적인 신호의 감쇠를 처리
• 빠르고 용이한 전환 : SCSI와 달리 장치의 설치와 제거가 컴퓨터 구동 중에도 용이
• 사용의 편리성 : 케이블 장착만으로 플러그 앤 플레이를 통해 장치와 컴퓨터와 연결, 빠른 속도 

관련 링크 : http://ko.wikipedia.org/wiki/IEEE_1394

USB

USB는 원래 소비가전 시장을 겨냥하여 개발되었으나, 산업 시장에서도 틈새 시장을 공략하였습니다. USB 1.1은 기본 웹 카메라 그 이상에 대한 충분한 대역폭을 갖고 있지 않지만, USB 2.0은 비디오 스트리밍을 위한 충분한 대역폭을 갖고 있습니다. USB 2.0은 상대적으로 낮은 성능 및 저가형 카메라가 있는 머신 비전 어플리케이션을 타겟으로 합니다.

관련 링크 : http://ko.wikipedia.org/wiki/USB

GigE Vision

GigE 비전는 고성능 산업용 카메라를 위해 2006 년에 도입 된 인터페이스 표준입니다. 이는 이더넷 네트워크를 통해 고속 비디오 및 관련 제어 데이터를 전송하기 위한 프레임 워크를 제공하고 있습니다.

이 표준은 Adimec, Atmel, Basler AG, CyberOptics, DALSA, JAI A/S, JAI PULNiX, Matrox, National Instruments, Photonfocus, Pleora Technologies, Stemmer Imaging 과 같은 12 개사의 그룹에 의해 시작되었으며, 위원회는 이후 50 개 이상의 구성원을 포함로 성장하고 있습니다. AIA는 이 표준에 대한 지속적인 개발과 관리를 감독하고 있습니다. GigE 비전은 인터넷 프로토콜 기반의 표준으로, 산업용 카메라에 대한 현재의 프로토콜을 통합하는 것을 목표로 하고 있습니다. 

관련 링크 : http://en.wikipedia.org/wiki/GigE_Vision

디지털 카메라 표준안들에 대해서 살펴보았습니다. 아날로그와 디지털 카메라의 스펙을 살펴보면 안정성은 아날로그 부분이 속도 면은 디지털 부분이 뛰어남을 확인 할 수 있습니다. 아날로그 및 1394a 카메라는 최고 40MB/s의 대역폭을 요구하는 어플리케이션에 사용을 가능하고, GigE, 1394b는 40~100MB/s 사이의 속도를 처리할수 있습니다. Camera Link는 최대 100MB/s 이상 처리가 가능하여, 고속 어플리케이션인 경우 Camera Link가 현재까지는 유일한 대안입니다.

각 버스간의 특징을 정리해 보면 아래와 같습니다. 참고하시기 바랍니다. 

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