Az endoszkópos képalkotó modulok felbontásának és képfrekvenciájának konfigurálhatóságának műszaki elemzése Az ipari vizsgálati és orvosi endoszkópos alkalmazásokban az ügyfelek gyakran különleges követelményeket támasztanak.

Az ipari vizsgálati és orvosi endoszkópos alkalmazásokban az ügyfeleknek gyakran kifejezett követelményei vannak a képrögzítési paraméterek rugalmas szabályozására. A közelmúltban gyakran feltett technikai kérdés az, hogy beállíthatók-e a modulok kisebb felbontásra vagy képkockasebességre, ha a katalógus maximum 1936×1080@60fps-t ad meg, és hogy az ügyfelek szoftveresen módosíthatják-e a rögzítési sebességet. Ez a lekérdezés lényegében a modul szabványos specifikációin és felhasználói konfigurálhatósági engedélyein túlmutató teljesítményhatárait érinti. Az alábbiakban a probléma szisztematikus magyarázatát adjuk három dimenzióból: érzékelő jellemzői, illesztőprogram-támogatás és szoftvervezérlés. A képérzékelők alapvető jellemzői közül a legtöbb CMOS-érzékelő chipet úgy tervezték, hogy többféle felbontást és képsebességet is kibocsásson. Ez a rugalmasság belsőleg a különböző pixelkiolvasási módokon keresztül érhető el – mint például a felbontás csökkentése a sorok kihagyásával a mintavétel során, vagy a képsebesség beállítása a vonalfrekvencia vagy a képkocka periódusának módosításával. Az érzékelőgyártók általában több működési pontot lefedő, validált ajánlott paraméter-kombinációkat biztosítanak, a maximális teljesítménytől az alacsony fogyasztású üzemmódokig. Ez azt jelenti, hogy maga az érzékelő hardveres alapokkal rendelkezik a különböző felbontások és képkockasebességek közötti váltáshoz, nem pedig egyetlen módra korlátozva. Ehhez kapcsolódóan a modulintegráció során a firmware program általában leképezi az érzékelő több kimeneti módját szabványos UVC (USB Video Class) vagy protokollkompatibilis formátumleírókra. Amikor a modul USB-n keresztül csatlakozik egy gazdagéphez, ezek a leírók jelentést kapnak az operációs rendszernek, hogy a felsőbb rétegbeli alkalmazások felismerjék és meghívhatók legyenek. Ezért az, hogy egy modul támogatja-e a csökkentett felbontást vagy képkockasebességet, attól függ, hogy a firmware tartalmaz-e konfigurációs információkat ezekhez az üzemmódokhoz, és hogy az érzékelő képes-e stabil képminőséget és képkocka-szinkronizálást fenntartani ezekben az üzemmódokban. Gyakorlati alkalmazási szempontból az a folyamat, amelyben az ügyfelek AMCap, PotPlayer vagy speciális, a DirectShow alapján kifejlesztett szoftver segítségével állítják be a rögzítési paramétereket, lényegében azt jelenti, hogy a gazdagép alkalmazás formátumegyeztetési kéréseket kezdeményez a modul felé. A modul firmware a támogatott formátumlistája alapján válaszol. Ha a modul firmware már tartalmaz alacsonyabb felbontású vagy képkockasebesség konfigurációkat, az ügyfelek közvetlenül kiválaszthatják és aktiválhatják azokat a szoftver interfészén belül. Ha a firmware-ből hiányzik a megfelelő mód, ezek az opciók nem jelennek meg a szoftver legördülő menüjében. Ez a mechanizmus azt jelenti, hogy a modul specifikációjában felsorolt ​​maximális paraméterek a modul optimális feltételek melletti teljesítményét jelentik, nem pedig a képességkorlátok átfogó leírását. A vállalat terméktervezési és tesztelési folyamata során az endoszkóp modulok firmware-fejlesztése jellemzően egy sor általánosan használt felbontás- és képsebesség-kombinációt foglal magában, hogy kielégítse az ügyfelek igényeit a különböző alkalmazási helyzetekben. Például egy 1936 × 1080@60 képkocka/s-ra besorolt ​​modul firmware-ében olyan leminősített módokat is tartalmazhat, mint az 1280 × 720@60fps vagy 640 × 480@120fps. Ez lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy alacsonyabb felbontási lehetőségeket válasszanak, ha csökkenteni kell az adatsávszélességet, meg kell növelni az átviteli távolságot vagy csökkenteni kell a gazdagép feldolgozási terhelését. Ennek a tervezési filozófiának a célja a termék alkalmazkodóképességének javítása a firmware-konfiguráció révén a hardverköltségek növelése nélkül. A rendszerintegráció szempontjából a rögzítési sebesség beállítására vonatkozó ügyfélkövetelmények gyakran konkrét alkalmazási korlátokhoz kötődnek. Nagy képkockasebességű mozgáselemzési forgatókönyvek esetén előfordulhat, hogy az ügyfeleknek csökkenteniük kell a felbontást a nagyobb képkockasebesség elérése érdekében. A korlátozott sávszélességű átviteli kapcsolatokban előfordulhat, hogy az ügyfeleknek egyszerre kell csökkenteniük a felbontást és a képkockasebességet a képstabilitás biztosítása érdekében. Gyenge megvilágítású környezetben a képkockasebesség csökkentése meghosszabbítja az egyképes expozíciós időt a kép fényerejének növelése érdekében. A modul több módú támogatása lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy ugyanazon a hardverplatformon kielégítsék ezeket a különféle működési igényeket anélkül, hogy váltanának a különböző termékspecifikációk között. Összefoglalva, a maximális felbontásra és képkockasebességre vonatkozó előírásokkal ellátott endoszkóp modulok általában megtartják azt a képességet, hogy alacsonyabb felbontáson és képsebességgel működjenek. Az ügyfelek önállóan állíthatják be a rögzítési paramétereket olyan univerzális szoftverek segítségével, mint az AMCap. Ez a rugalmasság a szenzorchip többmódusú kialakításából, a firmware mód konfigurációjából és az UVC protokoll szabványos egyeztetési mechanizmusából fakad. A tényleges használat során az ügyfelek több, a modul által támogatott paraméterkészlet közül választhatnak a képméretre, a rögzítési sebességre és a sávszélesség-használatra vonatkozó speciális követelmények alapján az alkalmazási forgatókönyveikben, így optimális rendszerteljesítmény-illesztés érhető el.