»Nischen finden«

Framegrabber - In der Bildverarbeitung ist der Wandel von analog zu digital in vollem Gang. Der Framegrabber gerät ins Abseits. Laut Mathias Leumann, Geschäftsführer der Leutron Vision AG, Schweiz, wird er aber seine Nische finden.

02. August 2007

Droht das Aus für den Framegrabber, da Digitalkameras mit Schnittstellen wie Firewire, USB und Gigabit-Ethernet auf den Markt drängen?

Schon zu Beginn dieses Jahrtausends konnten wir erkennen, dass sich der Marktanteil der klassischen Framegrabber in diesem Jahrzehnt verringern wird. Neben den vielen Analoggrabbern, die immer noch bestehende Applikationen nach dem Motto ›Never touch a running system‹ befriedigen, wird der klassische Framegrabber in neuen Projekten heute hauptsächlich dann eingesetzt, wenn eine sehr kurze und berechenbare Latenzzeit bei der Bilddatenübertragung eine Rolle spielt, etwa bei Anwendungen mit Zeilenkameras oder beim Einsatz von Hochgeschwindigkeitskameras.

Warum basieren heutzutage die im industriellen Umfeld genutzten Systeme vorwiegend noch auf Analogkameras mit entsprechenden Framegrabbern? Analoge Systeme haben sich sehr gut am Markt etabliert und sind in vielen Maschinen eingebaut. Sie haben dementsprechend auch ein gutes Preis-Leistungs-Niveau erreicht. Einige Entwickler tendieren auch weiterhin zu analogen Kameras, weil sie hier über hohes Know-how verfügen. Doch unserer Ansicht nach gibt es kaum einen Grund, bei neuen Projekten noch analoge Kameras einzusetzen. Digitale Geräte verfügen über eine wesentlich bessere Bildqualität, sie lassen sich fernwarten, ein Upgrade der Kamera im Feld ist leicht möglich. Mit Power-over-CameraLink (PoCL) ist es uns sogar gelungen, ein technisch überlegenes digitales System zum gleichen Preis wie das analoge Pendant anzubieten.

Was bedeutet Power-over-CameraLink und welche Vorteile hat es?

Mit PoCL wird die Spannungsversorgung für die Kamera vom Framegrabber über das CameraLink-Kabel zur Verfügung gestellt. Das führt zu Kostenvorteilen, weil kein separates Netzteil oder zusätzliches Kabel benötigt wird. Durch PoCL haben wir es geschafft, die Preise der analogen Framegrabber-Kameralösungen zum Teil zu unterbieten. Framegrabber und Kameras kosten inzwischen nur noch einige 100 Euro. Hier spielt es sehr schnell eine Rolle, ob nochmals 50 bis 100 Euro für ein zusätzliches Netzteil hinzukommen, was bisher bei ­CameraLink der Fall war.

Wenn die Framegrabber-Karte zukünftig nur noch in Highend-Applikationen ihre Nische findet, wirkt sich das doch sicherlich auf die Verkaufszahlen aus.

Das reduziert natürlich die Verkaufszahlen entscheidend. Und die Nische wird mit steigender Leistungsfähigkeit der bitseriellen Schnittstellen in den Kameras immer enger. Mit der Folge, dass ein Framegrabber-Hersteller heute und zukünftig nicht mehr vom klassischen Framegrabber-Geschäft allein leben kann, da die Komplexität dieser Baugruppen sowohl hard- als auch software­seitig sehr hoch ist, und die schwindenden Stückzahlen immer weniger Deckungsbeitrag liefern. Deswegen haben wir uns rechtzeitig umorientiert und sind Ende 2005 mit einem komplett neu entwickelten und sehr fortschrittlichen Kamerakonzept PicSight ins Kamerageschäft eingestiegen.

Kameras herzustellen erfordert aber doch einen anderen Wissensbackground, als Framegrabber zu entwickeln. Woher hat Leutron Vision das notwendige Know-how?

In unserer 25-jährigen Tätigkeit als Framegrabber-Hersteller haben wir gelernt, über tausend verschiedene Kameramodi von mehreren hundert unterschiedlichen Kameras der führenden Hersteller zu erstellen und zu verwalten. Außerdem lag in der Vergangenheit das Realisieren und Betreuen von Applikationen meistens beim Framegrabber-Hersteller, vor allem auch dann, wenn technische Probleme mit den Kameras auftraten. Deshalb konnten wir uns ­enormes Wissen aneignen. Zum Teil besaßen wir dann sogar bessere Kenntnisse über die Kameras als der Hersteller selbst. Und bei modernen Digitalkameras ist der Framegrabber einfach auf die andere Seite des Kabels gerutscht. Er steckt nicht mehr im PC, sondern in der Kamera.

Was muss ein zukunftsorientiertes ­Kamerakonzept heute bieten? Freiheit und Flexibilität spielen eine große Rolle. Darum ist das Konzept von PicSight bewusst sehr offen gehalten und modular aufgebaut. Der OEM-Anwender kann sich exakt das zusammenstellen, was seine Anwendung erfordert. 28 unterschiedliche Bildsensortypen, in CCD- oder CMOS-Technologie, lassen Auflösungen bis zu fünf Millionen Pixel und Bildraten bis zu 200 Bilder pro Sekunde bei VGA-Auflösung zu. Ferner kann der OEM-Anwender selbst bestimmen, ob seine Kamera intelligent sein soll oder ob eine Kombination mit Framegrabbern zweckmäßiger ist. Außerdem kann er sich die für ihn am besten geeignete Schnittstelle auswählen.

Wir berücksichtigen bei unserem Konzept aber auch die einheitliche Kamera-Programmierschnittstelle GenICam, mit der der Anwender Produkte unterschiedlicher Hersteller ohne großen Integrationsaufwand austauschen kann.

Welche Haupttrends sehen Sie in der industriellen Bildverarbeitung?

Die Zukunft der industriellen Bildverarbeitung wird vor allem durch die digitalen Kameraschnittstellen bestimmt werden. Im letzten Jahr wurde der Gigabit-Ethernet-Vision-Standard verabschiedet. Bei langen Kabellängen und mittleren bis hohen Datenraten verspricht er deutliche wirtschaftliche Vorteile. Außerdem ist Ethernet in vielen Industrieanlagen schon vorhanden, was zusätzliche Einsparungen bringt. Bisher geläufige Lösungen, die aus CameraLink-Kamera plus Framegrabber bestanden haben, werden zukünftig wahrscheinlich immer mehr von kostengünstigen GigE-Kamerasystemen abgelöst werden. Speziell mit GigE-Kameras konnte Leutron Vision bereits technisch sehr anspruchsvolle Projekte mit Echtzeitanforderungen und teilweise 10 bis 20 Kameras in einem Netzwerk umsetzen. Ein weiterer Trend sind Smart-Kameras, bei denen ein komplettes Bildverarbeitungssystem in einem kompakten Kameragehäuse sitzt. Diese intelligenten Kameras können zurzeit hohe Zuwachsraten vorweisen. Sie werden dort bevorzugt eingesetzt, wo es um fest definierte Aufgaben geht, bei denen sich die Rahmenbedingungen nicht ständig ändern.

Zusammenfassend rechnen wir damit, dass in den nächsten Jahren digitale Kameras, insbesondere die mit GigE-Interface zum Industrie-PC, sowie Smart-Kameras als Lösungen am IBV-Markt vorherrschen werden. Natürlich kommt es letztlich immer auf die jeweilige Aufgabenstellung und die vorhandene Infrastruktur an, welche Lösungsvariante die beste und sinnvollste ist. Deshalb wird auch die klassische Framegrabber-Karte noch eine ganze Weile ihre Daseinsberechtigung in der Highend-Nische finden.

Toni Leone

Erschienen in Ausgabe: DIGEST/2007