Transcript Elvitec Sas - Siret : 444 341 309 00011 – APE 721 Z
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Imperx BOBCAT : Auto-Gain, Auto-Exposition et Auto-IRIS
Version du document: 140128_3 Article Technique : OUI Application Démo : NON Source Code = NON
Résumé
Les caméras Imperx de la famille BOBCAT ont des fonctions de contrôle automatique du Gain, du temps d’exposition et de l’Iris d’un objectif. Ce document montre le paramétrage de ces fonctions et des exemples d’applications.
Article Technique
Caméra utilisée dans ce document : IGV-B0620M et IGV-B1310M et GEV-B1921C Logiciel de paramétrage : GEVPlayer
Figure 1 - Caméra Imperx Bobcat
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Plan
1.
Mode Auto-Exposure Auto-Exposure - 1° Test Auto-Exposure - Paramétrage Auto-Exposure – Cas limites 2 3 4
2.
3.
Mode Auto-Exposure et auto-Gain Mode auto IRIS
4.
Mode auto et synchronisation caméra
FIGURE 1 - CAMÉRA IMPERX BOBCAT
4 6 8 10
1 FIGURE 2 - PARAMÈTRES DE L'AUTO-EXPOSURE FIGURE 3 - AUTO-EXPOSURE EN MODE TRÈS LUMINEUX FIGURE 4 - AUTO-EXPOSURE EN MODE MOINS LUMINEUX FIGURE 5 - AUTO-EXPOSURE STAURÉ EN VALEUR MINI FIGURE 6 - AUTO-EXPOSURE STAURÉ EN VALEUR MAXI LIMITE FIGURE 7 - ACTIVATION DE L'AUTO-GAIN ET DE L'AUTO-EXPOSURE FIGURE 8 - TEMPS D'EXPOSITION MAX ET CONPENSATION PAR LE GAIN.
FIGURE 9 - RETOUR AU MODE AUTO-EXPOSURE FIGURE 10 - MODE AUTO-GAIN ET AUTO-EXPOSURE FIGURE 11 - CONNECTEUR HIROSE 12 FIGURE 12 - SCHÉMA DE SYNCHRONISATION DES CAMÉRAS 2 3 3 5 5 6 6 7 7 10 11 FIGURE 13 - EXEMPLE DE SYNCRONISATION DE 2 CAMÉRAS
1.
Mode Auto-Exposure
12 Dans GEVPlayer, fenêtre ‘Gev Devise control’, une section s’appelle ‘AutoGainAndAutoExposure’. Elle permet de paramétrer le mode auto-exposure.
Figure 2 - Paramètres de l'Auto-Exposure
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Auto-Exposure - 1° Test
• • • Passer le paramètre ‘AecEnable’ à ‘true’. Cliquer sur un autre paramètre pour valider le changement Passer en mode ‘live’ en cliquant sur le bouton ‘Play’.
Figure 3 - Auto-Exposure en mode très lumineux
• • La valeur courante du temps d’exposition est donné par le paramètre ‘CurrentAecExposure’, dans notre exemple la valeur est
72
µs. Modifier l’orientation de la caméra pour visualiser un endroit sombre :
Figure 4 - Auto-Exposure en mode moins lumineux
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• • Les niveaux de gris s’égalisent automatiquement sur la luminosité. La valeur courante du temps d’exposition passe de 72 à
198
µs. Le temps d’exposition est bien asservi et suit la valeur moyenne de niveau de gris de l’image. Ce mode de fonctionnement peut être ajusté.
Auto-Exposure - Paramétrage
Il est possible d’ajuster le fonctionnement de l’auto-exposure à travers ces paramètres : • ‘
AecEnable’
: Active ou désactive la fonction auto-exposure • ‘
AecLimit’
: Valeur limite pour le calcul du temps d’exposition. Unité en µs. Exemples d’application : limiter le flou ou empêcher de faire chuter la vitesse d’acquisition. La valeur maxi de ce paramètre est défini par la période inter-frame = 1/FreqAcq. (3830 micro secondes pour la BO620M) • ‘
AecSpeed’
: Vitesse d’asservissement du temps d’exposition. Facteur variant de 1 à 4. Plus le facteur est important et plus la correction est appliquée rapidement. • ‘
AgcAecLuminanceLevel’
noir et le blanc. : Consigne souhaité en luminance. Valeur variant de 1 à 4095. La correction automatique va modifier le temps d’exposition pour maintenir ce niveau de luminance. Par défaut la valeur est à 2047 ce qui correspond à la valeur médiane entre le • ‘
AgcAecLuminanceType’
: Mode de calcul utilisé pour l’asservissement : o o
Average
: Asservissement sur la Moyenne de tous les pixels
Peak
: Asservissement sur la Valeur maximale de tous les pixels • ‘
AgcAecOffsetX
’, ‘
AgcAecWidth
’, ‘
AgcAecOffsetY
’ et ‘
AgcAecHeight
’ : Région d’intérêt définissant les pixels utilisés pour le calcul de l’asservissement.
Auto-Exposure – Cas limites
Les limites d’utilisation de l’auto-exposure sont rencontrées quand la luminosité est trop intense ou trop faible. • En
plein soleil
, la valeur du temps d’exposition peut atteindre la valeur minimale autorisée (64 microsecondes) et rester en surexposition malgré tout.
Solution possible
: voir la section
Auto-IRIS
.
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Figure 5 - Auto-Exposure stauré en valeur mini
• En
pénombre
ou avec une scène
sombre
, on peut atteindre la valeur du temps d’exposition limite (défini par le paramètre ‘AecLimit’).
Solution possible
: voir la section ‘
Auto-Gain
’.
Figure 6 - Auto-Exposure stauré en valeur maxi limite
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2.
Mode Auto-Exposure et auto-Gain
Pour gérer les cas des images trop sombres, on peut coupler le mode Auto-exposure avec le mode Auto-Gain. Pour cela, il suffit d’activer ces 2 paramètres : ‘
AecEnable’
et ‘
AgcEnable
’
Figure 7 - Activation de l'auto-gain et de l'auto-exposure
Dans l’exemple suivant, la valeur du temps d’exposition est au maximum.L’Auto-Gain compense et permet d’obtenir une image plus claire :
Figure 8 - Temps d'exposition max et conpensation par le Gain.
Si on revient sur une scène plus lumineuse, la valeur du gain diminue. Le temps d’exposition redevient prioritaire et compense les variations.
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Figure 9 - Retour au mode auto-exposure
Pour résumer, le fonctionnement en mode Auto-gain et Auto-exposure est géré suivant les conditions d’éclairement. Soit c’est la priorité à la correction par Gain soit à la correction par temps d’exposition. Le graphique ci-dessous indique les différentes phases de correction :
Gain value AgcLimit 2 1 140 3 4 15 5 Exposure time 64 AecLimit Priority to Gain correction Priority to Exposure correction
Figure 10 - Mode Auto-Gain et Auto-exposure
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- - - - -
Phase 1
gain.
Phase 2 Phase 3 Phase 4 Phase 5 3.
. En condition de pénombre, le temps d’exposition est au maximum, soit à ‘AecLimit’. L’Auto-gain compense la luminosité de l’image. Dans cette phase, la priorité est donnée à l’Auto . Quand les conditions d’éclairement deviennent plus lumineuses, la valeur de Gain diminue jusqu’à 140 et le temps d’exposition reste à ‘AecLimit’. . La valeur du Gain reste à 140 et le temps d’exposition commence à diminuer. C’est le début de la priorité à la correction par Auto-exposure. . En condition très lumineuse, le temps d’exposition atteint 64 microsecondes et la valeur du Gain diminue jusqu’à 15. La priorité est donnée à la correction par Auto-gain. . Quand la luminosité diminue de nouveau, la valeur du Gain reste à 15 et c’est le temps d’exposition qui augmente. Dans cette phase, la priorité est donnée à l’Auto-Exposure.
Mode auto IRIS
Le mode auto IRIS est compatible avec tous les objectifs au standard Iris Video. Les objectifs doivent être alimentés et pilotés par la caméra via ces entrées du connecteur Hirose 12 principal : Pin 3 – IRIS Vcc Pin 4 – IRIS Video Signal Pin 5 – IRIS Return Une fois le cablage effectué fil à fil, le mode auto iris est activable par le paramètre suivant : Il est conseillé de tester et d’ajuster cette fonction en désactivant les autres asservissements concernant le gain et le temps d’exposition. Dans ce mode, le calcul de luminosité moyenne est effectué sur l’image comme pour l’auto gain et l’auto exposure. Mais il est possible que l’image apparaissent trop sombre ou trop lumineuse. En effet les objectifs ont souvent un portentiomètre pour ajuster la consigne de luminosité et il est nécessaire de le modifier. Pour cela il faut ajuster le potentiomètre pour ramener la valeur du paramètre ‘CurrentAvgOrPeakLuminance’ la + proche possible du paramètre ‘AgcAecLuminanceLevel’.
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Avec ce mode de réglage, si on actionne l’auto-gain et expo, on obtient ce comportement : Si l’image est trop sombre, on va jouer sur ces paramètres dans cette ordre de priorité: 1.
On ouvre l’Iris si elle un peu fermé 2.
On augmente le temps d’exposition jusqu’à la valeur max 3.
On augmente le Gain Si l’image est trop lumineuse, on va jouer sur ces paramètres dans cette ordre de priorité: 1.
On réduit le gain jusqu’à la valeur min si la valeur courante est supérieure 2.
On réduit le temps d’exposition jusqu’à la valeur min 3.
On ferme l’IRIS Les caméras Imperx Bobcat ont une valeur minimale d’expostion de quelques µs. Avec ce fonctionnement, pour utiliser l’IRIS, il faut avoir des conditions d’acquisition qui permettent d’atteindre cette valeur limite. De fait ces conditions sont rarement rencontrées et rende cette fonction moins indispensable que l’auto gain et auto-expo. Il est possible de modifier la position de l’IRIS à l’état normal. Par exemple si on veut avoir l’IRIS fermé en partie pendant toute la plage de fonctionnement de l’auto-gain et auto-exposure. Pour cela il faut modifier la consigne de positionnement (potentiomètre) au niveau de l’objectif.
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4.
Mode auto et synchronisation caméra
Il est difficile de combiner ces différents modes avec un fonctionnement synchronisé de plusieurs caméras. En effet, pour synchroniser plusieurs caméras il est nécessaire de les placer en mode “trigger”. Or le mode d’Auto-exposure n’est fonctionnel qu’en mode free running de la caméra. Nous avons donc cherché un mode dans lequel les caméras aient, à la fois, un mode de déclenchement synchronisé et la fonction d’Auto-exposure. Pour cela, nous utilisons une caméra maître pour synchroniser les autres caméras et distribuons le signal de synchronisation vertical VSync de la caméra maître aux autres caméras. Ce mode de fonctionnement est le meilleur en terme de synchronisation temporelle. Il permet d’avoir tous les capteur pilotés par la même électronique tout en gardant un piotage autonome du temps d’exposition, du gain et de l’IRIS. • Jitter entre caméra maître et esclave : 100 ns • Jitter entre 2 caméras esclaves : 0 ns Pour rappel, le connecteur Hirose 12 de la caméra est cablé de cette manière :
Figure 11 - Connecteur Hirose 12
Le shéma de cablage pour synchroniser les caméras est le suivant :
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VCC +12V Gnd +0V 2-Vcc 1-Gnd 7-Out1 6-Out ret
Caméra maître
2-Vcc 1-Gnd 8-In1 10-In ret
Caméras esclaves
Figure 12 - Schéma de synchronisation des caméras
Le paramétrage de la caméra maître consiste à affecter à la sortie OUT1 la valeur VSync : Le paramétrage des caméras esclaves consiste à affecter à l’entrée IN1 la valeur VSync :
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Toutes les caméras sont synchronisées sur le signal VSync de la caméra maitre. La fréquence d’acquisition de toutes les caméras est égale à la fréquence d’acquisiton de la caméra maitre. Toutes les caméras sont en free-run, c’est à dire TriggerMode a ‘off’ et AcquisitoinMode ‘Continuous’. Voici un exemple d’acquisition avec une caméra IGV_B1310M en maître et une caméra IGV_B0620M en esclave :
Figure 13 - Exemple de syncronisation de 2 caméras
On a une fréquence d’acquisition des 2 caméras de 26Hz qui correspond à la fréquence en free run de la caméra maître (IGV_BB1310M). Les fonctions d’auto-exposition et d’auto-gain sont actives indépendement sur les 2 caméras. Pour toute question technique complémentaire, contactez-nous par mail à [email protected].