QuadRate Technologie (4:1 Kompressionsrate)

April 2016

Ist ein garantierter Datentransfer von über 400 Mbyte/s über eine Standard GigE Schnittstelle geschicktes Marketing oder Realität? Nach der Einführung der DoubleRate Technologie mit konstanter 2:1 Kompression für schnelle Kamerasysteme zur Bewegungsanalyse wurde von Kunden die Frage gestellt, ob auch noch höhere Kompressionsraten bei gleichbleibend hoher Bildqualität realisiert werden können.

Diese Fragestellung wurde von Photonfocus aufgegriffen und nach einem geeigneten Kompressionsverfahren gesucht, das eine Realtime Bilddatenkompression mit garantierter 4:1 Kompressionsrate in den softwaredefinierten Kameraplattformen von Photonfocus ermöglicht. Dabei galt es zum einen eine optimale Balance zwischen Bildqualität und Ressourcenbedarf und zum anderen ein Verfahren mit der Möglichkeit der Kompression von monochromen und RGB Bayer-Pattern Rohdaten zu finden.

Das Entwicklungsziel konnte mit einem waveletbasierten Transformationscodec erreicht werden, der je nach Bildinhalt eine verlustbehaftete bis zu mathematisch verlustfreie Datenkompression bei sehr hoher Bildqualität ermöglicht. Das Verfahren konnte auf die Plattform-FPGAs ohne Zugriff auf externen Speicher abgebildet werden. Durch Einzelbildkompressionen wird eine niedere Latenz erreicht und der spätere Zugriff auf die Bilddaten erleichtert.

Die QuadRate Technologie wird mit der HD-Kameraserie QR1-D2048x1088-384 und drei Kameras für S/W-, NIR- und Farbaufnahmen eingeführt. Bei Vollauflösung von 2040 x 1088 Pixeln erreichen die Kameras 169fps und bei 1024 x 1024 Pixeln eine Bildrate von 358fps ohne jegliche Bildverluste. Die Kameras sind im Besonderen auch für Multikamerasysteme geeignet und ohne Einschränkungen netzwerkfähig. Dank der 100%igen Kompatibilität zu den GigEVision und GenICam Standards sind die Kameras einfach zu implementieren.