コンテンツにスキップ

Compression Beyond#

Compression Beyondカメラ機能を使用すると、カメラからの画像データ出力を圧縮できます。

画像データを圧縮すると、カメラの帯域幅使用量が減少するか、フレームレートが増加するか、またはその両方が発生する可能性があります。

詳細については、Basler Webサイトの機能の説明を参照してください。

機能を使用する#

仕組み#

ImageCompressionModeパラメーターがBasler CompressionBeyondに設定されている場合は、常に圧縮が自動的に実行されます。

この機能を有効にすると、画像は常に可能な限り圧縮されます。これにより、カメラによるデータ(「ペイロード」)出力の量(つまり、帯域幅の使用量)が減少します。これは、マルチカメラ設定のBasler GigEカメラに特に便利です。

カメラでフレームレートも最適化する場合は、さらに設定する必要があります。これは、露光開始前には画像を圧縮できる量がカメラに「わからない」ためです。

これを回避するには、画像を圧縮できる最低率をカメラに伝える必要があります。これを行うには、圧縮率(BslImageCompressionRatioパラメーター)を指定します。

例えば、BslImageCompressionRatioパラメーターを90に設定すると、任意の画像を元のサイズの90%以上まで圧縮できることがカメラに通知されます。この情報により、カメラはフレームレートを最大10%向上させることができます。

ただし、設定値が低すぎる場合(カメラが推定圧縮率を達成できない場合)、フレームはスキップされます。この場合、ImageCompressionRateOptionパラメーターをLosslessからFixRatioに変更できます。これにより、圧縮率はさらに低くなりますが、画質は低下します。

情報

  • 画像取得中に、BslImageCompressionLastRatioおよびBslImageCompressionLastSizeパラメーター値を読み取ることにより、最後に取得した画像のペイロードサイズと圧縮比を判別できます。
  • Compression Beyondが有効になっている場合、pylon Viewerは、画像表示エリアのステータスバーに機能に関する情報を表示します。

    Compression Beyondステータスバー

  • 独自の画像グラブルーチンを実装する場合は、CImageDecompressorクラスを使用して、グラブされた画像を解凍する必要があります。詳細については、Basler pylon Camera Software Suiteに付属のC++ Programmer's Guide and Reference Documentationにある「Advanced Topics」トピック、「Image Decompression」セクションを参照してください。

Compression Beyondの設定#

Compression Beyondの設定方法は、要件によって異なります。

帯域幅の最適化#

カメラで次の操作を行うとします。

  • 帯域幅の使用量を減らします
  • フレームレートを上げます
  • 最適な画質を維持する

これを実現するには、次の手順に従います。

  1. カメラがアイドル状態であること、つまり画像をキャプチャしていないことを確認します。
  2. ImageCompressionModeパラメーターをBasler CompressionBeyondに設定します。
  3. ImageCompressionRateOptionパラメーターをLosslessに設定します。
  4. BslImageCompressionRatioパラメーターを100に設定します。

これらの設定を使用すると、画質を損なうことなく、カメラが画像を可能な限り圧縮します。

ロスレス圧縮での帯域幅とフレームレートの最適化#

カメラで次の操作を行うとします。

  • 帯域幅の使用量を減らします
  • フレームレートを上げます
  • 最適な画質を維持する

これを実現するには、次の手順に従います。

  1. カメラがアイドル状態であること、つまり画像をキャプチャしていないことを確認します。
  2. ImageCompressionModeパラメーターをBasler CompressionBeyondに設定します。
  3. ImageCompressionRateOptionパラメーターをLosslessに設定します。
  4. BslImageCompressionRatioパラメーターを100未満の値(90など)に設定します。
  5. ResultingFrameRateパラメーターの値を取得して、推定フレームレートを決定します。
  6. フレームレートが用途に対して十分な高さでない場合は、BslImageCompressionRatioパラメーターの値を小さくして、手順4と5を繰り返します。
  7. 画像取得を開始します。フレームをスキップせずにカメラが画像を取得できない場合、希望するフレームレートを達成できません。次の操作を試してください。
    • 低いフレームレートが許容される場合は、カメラが画像を連続的に取得できるようになるまで、BslImageCompressionRatioパラメーターの値を増やします。
    • 画質が低くても許容できる場合は、以下の手順を実行します。

ロッシー圧縮での帯域幅とフレームレートの最適化#

情報

必ずロスレス圧縮を最初に試してください。ロスレス圧縮で必要な結果を得られない場合にのみ、ロッシー圧縮を使用してください。

カメラで次の操作を行うとします。

  • 帯域幅の使用量を減らします
  • フレームレートを上げます
  • 最適な画質を維持する

これを実現するには、次の手順に従います。

  1. カメラがアイドル状態であること、つまり画像をキャプチャしていないことを確認します。
  2. ImageCompressionModeパラメーターをBasler CompressionBeyondに設定します。
  3. ImageCompressionRateOptionパラメーターをFixRatioに設定します。
  4. BslImageCompressionRatioパラメーターを100に設定します。
  5. 少なくとも1枚の画像を取得します。
  6. BslImageCompressionLastRatioパラメーターの値を取得します。
    この値は、ロスレス画像取得とロッシー画像取得の間のしきい値を示します。
  7. BslImageCompressionRatioパラメーターを、BslImageCompressionLastRatioパラメーターの値より小さい値に設定します。
    パラメーター値が小さいほど、画質が低下します。
  8. 画像取得を開始します。フレームをスキップせずにカメラが画像を取得できない場合は、カメラが画像を取得できるようになるまで、BslImageCompressionRatioパラメーターの値を増やします。

これらの設定を使用すると、ロスレス圧縮と比較して、帯域幅の使用量を減らし、フレームレートを高くすることができます。ただし、画質は低下します。

サンプルコード#

// Enable Compression Beyond with lossless compression
camera.ImageCompressionMode.SetValue(ImageCompressionMode_BaslerCompressionBeyond);
camera.ImageCompressionRateOption.SetValue(ImageCompressionRateOption_Lossless);
// To increase the frame rate, tell the camera that it will be able
// to compress any image to at least 70 % of its original size
camera.BslImageCompressionRatio.SetValue(70);
// Get the resulting frame rate
double resultingFrameRate = camera.ResultingFrameRate.GetValue();
if (resultingFrameRate < desiredFrameRate) {
    // Frame rate isn't high enough for the application.
    // Therefore, enable lossy compression. This allows even
    // lower compression rates, but reduces image quality.
    camera.ImageCompressionRateOption.SetValue(ImageCompressionRateOption_FixRatio);
    camera.BslImageCompressionRatio.SetValue(50);
}
// Start image acquisition
// ...
// (Implement your own image grabbing routine here.
// For example, the InstantCamera class provides the StartGrabbing() method.
// Note that you must decompress grabbed images using the CImageDecompressor class.)
// ...
// Determine the compression ratio of the last acquired image
double lastRatio = camera.BslImageCompressionLastRatio.GetValue();
// Determine the payload size of the last acquired image in bytes
int64_t lastSize = camera.BslImageCompressionLastSize.GetValue();
INodeMap& nodemap = camera.GetNodeMap();
// Enable Compression Beyond with lossless compression
CEnumParameter(nodemap, "ImageCompressionMode").SetValue("BaslerCompressionBeyond");
CEnumParameter(nodemap, "ImageCompressionRateOption").SetValue("Lossless");
// To increase the frame rate, tell the camera that it will be able
// to compress any image to at least 70 % of its original size
CIntegerParameter(nodemap, "BslImageCompressionRatio").SetValue(70);
// Get the resulting frame rate
double resultingFrameRate = CFloatParameter(nodemap, "ResultingFrameRate").GetValue();
if(resultingFrameRate < desiredFrameRate){
    // Frame rate isn't high enough for the application.
    // Therefore, enable lossy compression. This allows even
    // lower compression rates, but reduces image quality.
    CEnumParameter(nodemap, "ImageCompressionRateOption").SetValue("FixRatio");
    CIntegerParameter(nodemap, "BslImageCompressionRatio").SetValue(50);
}
// Start image acquisition
// ...
// (Implement your own image grabbing routine here.
// For example, the InstantCamera class provides the StartGrabbing() method.
// Note that you must decompress grabbed images using the CImageDecompressor class.)
// ...
// Determine the compression ratio of the last acquired image
double lastRatio = CFloatParameter(nodemap, "BslImageCompressionLastRatio").GetValue();
// Determine the payload size of the last acquired image in bytes
int64_t lastSize = CIntegerParameter(nodemap, "BslImageCompressionLastSize").GetValue();
// Enable Compression Beyond with lossless compression
camera.Parameters[PLCamera.ImageCompressionMode].SetValue(PLCamera.ImageCompressionMode.BaslerCompressionBeyond);
camera.Parameters[PLCamera.ImageCompressionRateOption].SetValue(PLCamera.ImageCompressionRateOption.Lossless);
// To increase the frame rate, tell the camera that it will be able
// to compress any image to at least 70 % of its original size
camera.Parameters[PLCamera.BslImageCompressionRatio].SetValue(70);
// Get the resulting frame rate
double resultingFrameRate = camera.Parameters[PLCamera.ResultingFrameRate].GetValue();
if(resultingFrameRate < desiredFrameRate){
    // Frame rate isn't high enough for the application.
    // Therefore, enable lossy compression. This allows even
    // lower compression rates, but reduces image quality.
    camera.Parameters[PLCamera.ImageCompressionRateOption].SetValue(PLCamera.ImageCompressionRateOption.FixRatio);
    camera.Parameters[PLCamera.BslImageCompressionRatio].SetValue(50);
}
// Start image acquisition
// ...
// (Implement your own image grabbing routine here.
// For example, the InstantCamera class provides the StartGrabbing() method.
// Note that you must decompress grabbed images using the CImageDecompressor class.)
// ...
// Determine the compression ratio of the last acquired image
double lastRatio = camera.Parameters[PLCamera.BslImageCompressionLastRatio].GetValue();
// Determine the payload size of the last acquired image in bytes
Int64 lastSize = camera.Parameters[PLCamera.BslImageCompressionLastSize].GetValue();
/* Macro to check for errors */
#define CHECK(errc) if (GENAPI_E_OK != errc) printErrorAndExit(errc)
GENAPIC_RESULT errRes = GENAPI_E_OK;  /* Return value of pylon methods */
double resultingFrameRate = 0;
double lastRatio = 0;
int64_t lastSize = 0;
/* Enable Compression Beyond with lossless compression */
errRes = PylonDeviceFeatureFromString(hdev, "ImageCompressionMode", "BaslerCompressionBeyond");
CHECK(errRes);
errRes = PylonDeviceFeatureFromString(hdev, "ImageCompressionRateOption", "Lossless");
CHECK(errRes);
/* To increase the frame rate, tell the camera that it will be able */
/* to compress any image to at least 70 % of its original size */
errRes = PylonDeviceSetIntegerFeature(hdev, "BslImageCompressionRatio", 70);
CHECK(errRes);
/* Get the resulting frame rate */
errRes = PylonDeviceGetFloatFeature(hdev, "ResultingFrameRate", &resultingFrameRate);
CHECK(errRes);
if(resultingFrameRate < desiredFrameRate){
    /* Frame rate isn't high enough for the application. */
    /* Therefore, enable lossy compression. This allows even */
    /* lower compression rates, but reduces image quality. */
    errRes = PylonDeviceFeatureFromString(hdev, "ImageCompressionRateOption", "FixRatio");
    CHECK(errRes);
    errRes = PylonDeviceSetIntegerFeature(hdev, "BslImageCompressionRatio", 50);
    CHECK(errRes);
}
/* Start image acquisition */
/* ... */
/* (Implement your own image grabbing routine here. */
/* For example, the InstantCamera class provides the StartGrabbing() method. */
/* Note that you must decompress grabbed images using the CImageDecompressor class.) */
/* ... */
/* Determine the compression ratio of the last acquired image */
errRes = PylonDeviceGetFloatFeature(hdev, "BslImageCompressionLastRatio", &lastRatio);
CHECK(errRes);
/* Determine the payload size of the last acquired image in bytes */
errRes = PylonDeviceGetIntegerFeature(hdev, "BslImageCompressionLastSize", &lastSize);
CHECK(errRes);

pylon Viewerを使用して、パラメーターを簡単に設定することもできます。