制御機器（FA関連） ｜ 画像処理基板

ZenZen（ゼンゼン）は、CameraLink、FPGA、Intel CPUを一つのボックスに搭載した国産の産業用画像処理コンピュータです。画像処理検査装置をはじめ多くの画像を扱うシステムにご利用頂けます。 高速に画像処理を行う為にインテル社製CPU以外にユーザ側が利用できるアルテラ社製FPGAを搭載しています。さらに、FPGA側から利用できる大容量SRAM、DDR2 SDRAM等も搭載しFPGA性能を引きだせます。 CameraLinkインターフェースには、PoCL対応、非対応どちらも接続可能です。また、東芝テリー社製カメラをはじめ多くのCameraLinkカメラに対応しています。 FPGA設計については、ソリトンシステムズ画像ライブラリの提供やお客様のご要望に応じたカスタム設計サービスも行います。また、ZenZenはWindows対応です。提供Windows用APIはHALCON対応となっており、ソフトウェア設計側は市販のライブラリがご利用頂けます。

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機能・特長

■ ポイント１： CameraLink+FPGA+Intel CPU を一つに！

ZenZenは画像処理システムに一般的に使用されるCameraLinkとインテル社製CPU（Windows動作可能）にFPGAによるハードウェアアクセラレーションの要素を一つにした新しい産業用画像処理コンピュータです。従来は、CameraLinkグラバーボードと産業用PCをユーザ側で接続および接続テストを行う必要がありましたが、ZenZen はこれらを一つにまとめています。また、FPGAとSRAMも搭載することで、CPU単体だけでは処理できない画像処理も実現できるようになります。

■ポイント２：CameraLink PoCL 4ch 搭載

ZenZenはCameraLink PoCLを4ch同時にご利用頂けます。4ch同時に入力される画像はFPGAを通過しますので、FPGA内でそれぞれの画像を処理するのはもちろん、複数の画像を用いた処理も可能になっています。なお、非PoCL対応のカメラでも、電源供給が可能な口を用意しておりますのでご利用頂けます。

■ポイント３：FPGA＋SRAMによる高速処理

ZenZenはAltera社製Cyclone IV GX 110/150とSRAMを最大8MB搭載します。これらハードウェア要素を最大限利用することで、従来のソフトウェア処理単体では実現できなかったリアルタイム処理を容易に実現できます。なお、ソリトンシステムズはFPGA設計向けの各種ライブラリの提供やカスタム設計サービスも行っております。

■ポイント４：国産設計・製造のZenZen

ZenZenは日本国内で設計、製造、検証を行っております。使用する部品も産業用途向けの良品で構成し、安心してご利用頂けるように開発しております。

仕様

ZenZen （産業用画像処理コンピュータ）

CPU	Intel Celeron、Core i3/5/7
SW側メモリ	2GB DDR3 SDRAM
記憶装置	CFast（最大64GB）x2
DIO	Input 16ch、Output 6ch、TTL IO 8ch
USB	USB2.0 4ポート
RS-232C	2ポート
モニタ	DVI-I
イーサネット	Gigabit Ethernet 2ポート
CameraLink	PoCL 対応 Base 4ch または Midium 2ch
FPGA	Altera Cyclone IV GX 110/150
FPGA用メモリ	SRAM 2/8MB、DDR2 SDRAM 256MB 2個
外形寸法	57H x 255W x 175D [mm]
動作温度・湿度	温度 0〜50℃、湿度 30〜85%（結露、氷結無し）
筐体	アルミヒートシンクボディ

 

EXpressoシリーズ　高速ハードウェアアクセラレータ

製品ラインナップ

高速カメラ用キャプチャボード 製品カタログダウンロードはこちら	カメラ２〜４台接続しリアルタイム処理を実現 製品カタログダウンロードはこちら（Full2ｃｈ）（Base4ｃｈ）
画像処理/LSIプロトタイプ検証 製品カタログダウンロードはこちら	FPGAに実装できる超高速データ処理エンジン 製品カタログダウンロードはこちら
G4の廉価版 製品カタログダウンロードはこちら

EXpresso シリーズ比較表

		EXpresso	EXpresso FPGA	EXpresso G2	EXpresso G4	EXpresso G4S
FPGA デバイス
	FPGA0	―	―	―	Arria II GX	Arria II GX
	FPGA1	Stratix GX	Stratix GX	Stratix II GX	Stratix IV GX	Stratix IV GX
	FPGA2	―	Stratix II	―	Stratix IV GX	―
メモリ
	DDR2	―	4GB	2GB	―	―
	DDR3	―	―	―	8.5GB	4.25GB
	QDRII	―	54MB	36MB	144MB	72MB
拡張コネクタ
	シリアル	○	○	○	○	○
	汎用	○	○	○	○	○
	DDR I/F	○	―	―	―	―
ボードサイズ		PCI ハーフ サイズ	PCI フル サイズ	PCI ハーフ サイズ	PCI フル サイズ	PCI ハーフ サイズ

事例紹介

応用例1 : 全焦点画像の自動生成

100 枚の画像から焦点のあっている部分のみを抜き出して、1 枚の画像を合成するシステムです。
対象物を真上から撮影します。この時、カメラを Z軸方向に移動させ、100 枚の焦点を変化させた画像を撮影します。これらの画像から焦点が合っている 画素のみを抜き出し、全画素で焦点が合っている画像を合成するシステムです。

応用例2 : ステレオカメラによる距離データのリアルタイム生成

2 台のカメラを利用したステレオカメラから距離データを生成するシステムです。
距離データを生成するアルゴリズムを FPGA にインプリメントしているので、高解像画像からリアルタイムで距離データを生成でき、高速な自律型移動システムでの利用を実現しています。

※本事例では、カメラリンクオプションボードを利用しています。

応用例3 : パターンマッチング

任意の画像から、登録した画像にマッチングする物を検出します。マッチングの検索アルゴリズムは九州工業大学 脇迫先生が提唱されている投票方式を採用しています。投票方式とは、検索対象物の画像（モデル画像）を登録し、任意の画像（シーン画像）から登録画像を検索します。 モデル画像とシーン画像のそれぞれエッジ座標の差の分布を求めて、分布の高いものをマッチング座標とし、マッチングする画像を検出します。複数枚モデル画像を登録することで、シーン画像内で回転や画像の重なりが生じていても、検出することが可能です。

キリンの頭部をモデル画像、画面全体をシーン画像としています。このデモでは、モデル画像の登録数が少ないのですが、キリンを動かしたり頭部を部分的に遮ったりしてもマッチング対象として認識していることが分かります。

応用例4 : 超解像画像拡大・ノイズ除去

株式会社シンセシスの画像処理 IP「EARTH」 を EXpresso FPGA に実装することで、超解像拡大処理を行ってもシャープで美しい画像をリアルタイムに HD（1080p 60fps）で出力することが可能です。
「EARTH」では、(株)シンセシスの超解像アルゴリズム「DIR8」による超解像処理に加え、ノイズ除去機能・フレーム補間処理機能が加わり、より高画質な画像を合成します。

※ 「EARTH」、「DIR8」は株式会社シンセシスの製品です。

応用例5 : X 線 CT 検査

産業用 X 線 CT 装置で撮影した連続画像から、高速に撮影対象物の三次元立体画像を合成します。微細化する電子部品や X 線でなければ確認することのできない部分を高速かつ正確に検査することを可能にします。X 線 CT 装置は、CSP、FC 等の電子部品のはんだクラック評価などに利用されています。

 

 

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