購入者が内視鏡イメージング システムを比較するとき、多くの場合、最初に解像度に注目します。ただし、ビデオの品質は解像度だけで決まるわけではありません。もう 1 つの重要な要素は フレームレートです.
では、 フレームレートは内視鏡のビデオ品質にどのような影響を与えるのでしょうか?
簡単に言えば、フレーム レートは、 ビデオがどの程度滑らかに見えるか、動きがどの程度明確に表示されるか、検査中にライブ ナビゲーションがどのように自然に感じられるかに影響します。ビデオボアスコープでは、メーカーは、 60 fps録画を明示的に販売しています。 移動するオブジェクトを録画する際に、途切れが少なく滑らかなビデオとしてソニーはまた、 高フレームレートのイメージセンサーも強調しています。 強力な観察性能を実現する一環として、内視鏡用の
の場合 内視鏡カメラ モジュール、これはフレーム レートがデータシート上の単なる技術的な数値ではないことを意味します。これは、リアルタイム表示中のユーザー エクスペリエンス、特にプローブが移動している場合、ターゲットが移動している場合、またはオペレーターが狭いスペースをスムーズに検査しようとしている場合に直接影響します。
フレーム レートは、1 秒あたりにキャプチャおよび表示されるビデオ フレームの数であり、通常は fpsと表記されます。フレーム レートが高いほど、カメラが画像をより頻繁に更新することを意味します。これにより、通常、ライブ ビデオがよりスムーズに見え、動作中に目に見える途切れが軽減されます。 Evident の工業用ビデオスコープの資料では、 60 fps ビデオを特に「滑らかなビデオ」と説明し、動く物体を「途切れなく」記録できると述べています。
内視鏡製品の場合、カメラは動きながら使用されることが多いため、これは重要です。オペレータは、チャンネル内でスコープを進めたり、先端を回転させたり、表面をスキャンしたり、動いているコンポーネントを観察したりすることがあります。このような状況では、低いフレーム レートと高いフレーム レートの違いが目立ちやすくなります。
フレーム レートの最も直接的な影響は、ビデオの滑らかさです。
フレーム レートが十分に高い場合、動きがより連続的に見えます。これにより、オペレータは検査中に方向、間隔、表面の詳細をより自然に判断できます。これが、工業用ボアスコープや内視鏡関連のイメージング システムがライブ ビューイングでのより高いフレーム レートのキャプチャを重視する理由の 1 つです。ソニーはまた、内視鏡イメージセンサーが観察性能をサポートするために高感度と高フレームレートを組み合わせていると説明しています。
たとえば、ライブ検査ワークフローでは、フレームレートの高い内 視鏡カメラ モジュールを使用する と、次のことが容易になります。
狭い内部空間を移動する
移動または振動するターゲットを追跡する
フレーム間の視覚的なジャンプを減らす
検査中の実際の手と目の協調を改善します
これは、画像を後で確認するために記録するだけではなく、リアルタイムで使用する場合に特に重要です。
フレームレートはモーション処理と密接に関係していますが、これを正しく説明することが重要です。
フレーム レートが高いと、目に見える途切れが軽減され、動きがより自然に見えるようになります。また、フレームと行がより高速に処理されるため、ローリング シャッター システムの動きに関連した歪みを軽減することもできます。 Basler のローリング シャッター ホワイト ペーパーでは、フレーム レートが高いと行の処理が速くなり、歪みが弱くなる傾向があると述べています。
ただし、フレーム レートは モーション ブラー コントロールと同じものではありません。 Basler 氏はまた、モーション ブラーの主な原因は、 露光時間が長すぎることであると説明しています。 動く被写体に対してつまり、フレーム レートを上げるだけでは、ぼやけは自動的に解消されません。露出、読み出し速度、照明、センサーの設計は依然として重要です。
この違いは内視鏡購入者にとって重要です。ビデオフィードがよりスムーズになると便利ですが、照明が弱く、システムが長い露光時間を必要とする場合、フレームレートが高くても、動作中に画像がぼやける可能性があります。
多くの内視鏡製品では、カメラは単純な記録ツールではなく、ライブ検査プロセスの一部です。そのため、静止画アプリケーションよりもフレーム レートが重要になります。
より高いフレームレートの 内視鏡カメラ モジュールにより、 以下が改善されます。
リアルタイムプローブガイダンス
長時間使用時の視覚的な快適さ
スコープを回転または位置変更するときの自信
高速検査シーケンスのビデオレビュー
この製品を回転部品、振動構造物、可動機構の検査に使用すると、その利点はさらに顕著になります。 Evident のビデオスコープ マテリアルは、 60 fps と移動オブジェクトのよりスムーズなキャプチャを明示的に結び付けています。
いつもではありません。
フレーム レートが高いと便利ですが、トレードオフも発生します。最も大きなものの 1 つは、のバランスです フレーム レート、解像度、帯域幅。 TechNexion は、解像度とフレーム レートはホスト プロセッサから利用可能な帯域幅に基づいて相互に制限され、 4K解像度では 超えると 30 fps を 非常に高い帯域幅が必要になると指摘しています。
これは製品設計にとって重要です。より高いフレームレートの内視鏡システムには、次のものが必要になる場合があります。
インターフェース帯域幅の増加
より高性能な処理ハードウェア
より強力な電力および熱計画
慎重な形式の選択と圧縮戦略
したがって、より良い質問は、単にカメラの fps が最も高いかどうかではありません。より良い質問は、フレーム レートが実際の検査タスクとシステムの残りの部分に一致するかどうかです。
の場合 UVC 内視鏡カメラ モジュール、フレーム レートも USB ビデオ パイプラインに関連付けられます。
e-con Systems は、UVC カメラを、システム提供のドライバーで動作し、複数の解像度、形式、フレーム レートをサポートする USB ビデオ クラス デバイスであると説明しています。同社によれば、同社の UVC USB カメラ モジュールは主要なオペレーティング システムでプラグ アンド プレイで動作し、追加のドライバーのインストールは必要ありません。
つまり、 UVC 内視鏡カメラ モジュールは 統合が容易な点で魅力的な場合が多いですが、実際のフレーム レートの結果は依然として以下に依存します。
USB帯域幅
選択した解像度
出力形式
ホストの処理能力
したがって、 を評価するとき USB 内視鏡カメラ、購入者は fps だけを見てはいけません。また、実際に使用する予定の解像度と形式で利用可能なフレーム レートを確認する必要もあります。
通常、ライブ表示の簡素化と直接ビデオ出力のために、 TV 内視鏡カメラ モジュール またはアナログ スタイルの内視鏡カメラが選択されます。このタイプのシステムでは、フレーム レートが検査中のライブ画像の滑らかさに影響します。
たとえば、OMNIVISION の OVM6948 カメラ モジュールは、最大 30 fpsでビデオをキャプチャし、最小限のノイズで 以上伝送できるアナログ出力を使用します 4 メートル 。 OMNIVISION はまた、同社の OCHTA 医療カメラ モジュールは生のアナログ データ出力をサポートしており、もの長さのケーブルを介して送信できると述べています。 4 メートル 最小限の信号ノイズで
この種の TV 内視鏡カメラ モジュールの場合、実際のビデオ結果はフレーム レートだけでなく、信号パス、ケーブル長、出力形式、システムのディスプレイ側にも依存します。つまり、スムーズなライブビューイングはセンサーだけの問題ではなく、システムの問題なのです。
すべての製品に唯一の答えはありません。
内視鏡が主に安定したシーンでの一般検査に使用される場合は、中程度のフレーム レートで十分な場合があります。 TechNexion は、高速で移動するオブジェクトのないキオスク アプリケーションでは、 30 fpsで十分であると述べています。対照的に、Evident のボアスコープ マテリアルは ほとんどの場合という明確な値を示します。 60 fps 、よりスムーズなモーション キャプチャが必要な場合に
内視鏡の設計に適用される実際的なルールは単純です。
シーンがほぼ安定している場合は、適度なフレーム レートを使用します。
ライブ ナビゲーションや移動ターゲットがより重要な場合は、より高いフレーム レートを優先します。
OEM 開発の場合、フレーム レートをカメラ システム全体とともに考慮する必要があります。
主な要素には次のようなものがあります。
検査が主に静的なものなのか、それとも動きの多いものなのか
スコープがライブ ナビゲーションに使用されるかどうか
解像度と帯域幅の要件
露出と照明条件
USB/UVC またはアナログ/TV 出力などのインターフェイス タイプ
ホスト側の処理能力
優れた 内視鏡カメラ モジュールと は、単に最高の fps 値を持つものではありません。これは、実際のアプリケーションに対して、滑らかさ、明瞭さ、遅延、システム互換性の最適なバランスを提供するものです。
ThinkingFull では、フレーム レートがフル イメージング システムに適合する場合にのみ意味があることを理解しています。適切な 内視鏡カメラ モジュールは 、実際の検査タスクに応じて、解像度、フレーム レート、照明、インターフェイス、統合要件のバランスをとる必要があります。
プロジェクトに UVC 内視鏡カメラ モジュール、 USB 内視鏡カメラ、またはライブ ビューイング用の TV 内視鏡カメラ モジュールが必要かどうかは 、適切なソリューションは最終デバイスの使用方法によって異なります。
カメラ モジュールの製造と OEM カスタマイズの経験を活かし、シンシアファーストは、産業用、組み込み用、特殊な画像処理アプリケーション向けの内視鏡カメラ ソリューションの開発においてお客様をサポートします。
では、 フレームレートは内視鏡のビデオ品質にどのような影響を与えるのでしょうか?
これは主に ビデオの滑らかさ、ライブ表示の快適さ、モーション処理に影響します。フレーム レートが高いと、動きがより自然に見え、目に見える途切れが軽減されます。これは、ライブ ナビゲーションや移動する検査ターゲットに特に役立ちます。ただし、フレーム レートだけでビデオの品質が決まるわけではありません。露光時間、照明、センサーの動作、帯域幅、インターフェイスのデザインもすべて重要な役割を果たします。
内視鏡ベースの製品を開発していて、モジュール選択や OEM カスタマイズのサポートが必要な場合、SincereFirst は、アプリケーションに適したイメージング ソリューションの評価を支援します。
内視鏡カメラ モジュール プロジェクトについて話し合うには、SincereFull にお問い合わせください。
