2022/06/21A modern tudományos képalkotásban és ipari ellenőrzésben az idő már nem másodlagos tulajdonság – alapvető dimenziója a kísérletek lebonyolításának, az eszközök koordinációjának és az adatok értelmezésének.
Az időbélyeg határozza meg, hogy mikor készülnek rögzítésre az egyes képkockák, és ez mindent befolyásol a kísérletek reprodukálhatóságától a több eszköz szinkronizálásán át a downstream elemzések érvényességéig.
Az, hogy egy kamera képes-e nagy pontosságú, alacsony jitterű és determinisztikus időbélyegeket szállítani, ma már kulcsfontosságú mutatója a professzionális képességeinek.
01 | Mi az időbélyeg?
Az időbélyeg egy digitális jelölő, amely rögzíti atényleges rögzítési időminden egyes képkocka pontossága. A rendszertől függően a pontosság másodpercektől milliszekundumokig, mikroszekundumokig vagy akár nanoszekundumokig is terjedhet.
Gyakori időbélyeg formátumok
| Típus | Példa formátum | Leírás |
| UNIX időbélyeg (numerikus) | 1733558400 (másodperc) / 1733558400123 (ms) | 1970-01-01 UTC óta eltelt idő |
| ISO 8601 (olvasható formátum) | 2025-12-07T12:30:45Z / +08:00 | Normál dátum, idő és időzóna |
| Beágyazott időbélyegző rátét | 2025/12/07 12:30:45 | Ember által látható időbélyeg magán a képen |
Tucsen kamera időbélyegzős példafájljai
02 | Szoftveres időbélyegek vs. hardveres időbélyegek
A szoftveres időbélyegek a képadatok számítógép általi fogadása után generálódnak, míg a hardveres időbélyegek a kamerában generálódnak a pontos expozíciós eseménykor.
A kettő közötti különbség jelentősen befolyásolhatja az idő pontosságát, a szinkronizáció megbízhatóságát és a dinamikus mérések integritását.
1. Szoftver időbélyegek
A szoftveres időbélyegeket a PC-oldali illesztőprogram vagy alkalmazás hozza létre, miután a kép már megérkezett a gazdagépre. Ezek az adatok érkezési idejét tükrözik, nem az expozíciós időt.
Előnyök — Univerzális és könnyen megvalósítható
• Független a kamera hardverének kialakításától
• Működik az összes főbb interfésszel (USB, GigE, CameraLink stb.)
• Könnyen generálható a rendszeridőből szoftveresen
• Kiválóan alkalmas gyors fejlesztésre, hibakeresésre és naplózásra
• Alacsony integrációs költség és magas kompatibilitás
Korlátozások – Nem alkalmas precíziós időzítéshez
A szoftver időbélyegeit a teljes adatátviteli lánc befolyásolja:
Kamera → Interfész (USB/GigE/CXP) → Gazdagép-illesztőprogram → Operációs rendszer ütemezése → Alkalmazás
Bármilyen késleltetés, pufferelés vagy CPU-ütemezési esemény ezredmásodperc szintű nemdeterminisztikus hibát okozhat.
Ahogy a képkockasebesség meghaladja az 50 fps-t, ezek az eltérések gyorsan növekednek, és súlyosan alááshatják az időbélyeg megbízhatóságát.
Tipikus felhasználási esetek (<30 képkocka/másodperc (alacsony sebességű képalkotás)
| Alkalmazási forgatókönyv | A szoftver időbélyegének szerepe |
Ajánlott kamerák
|
| Biológiai mikroszkópia (rutin fluoreszcencia / szöveti képalkotás) | Adatkezelés, képkockák rendezése, igazítás elemző szoftverekben |
|
| Ipari mikroszkópia (anyagvizsgálat / metallográfia) | Támogatja a kötegelt követést, a képek nyomon követhetőségét és az alapvető minőségellenőrzési naplózást |
2. Hardver időbélyegek
A hardveres időbélyegeket a kamera FPGA-ján vagy időzítő áramkörén belül generálják a pontos expozíció kezdetének vagy végén. Ezek a valódi fizikai képalkotási időt jelentik, amelyet az átviteli vagy az operációs rendszer késleltetése nem befolyásol.
Előnyök — Nagy pontosság és determinisztikus időzítés
A hardveres időbélyegek a következőket kínálják:
• Mikroszekundum (µs) és mikroszekundum alatti pontosság
• Nulla függőség az adatátviteli időzítéstől
• Stabil, ismételhető, jittermentes kimenetek
• 1:1 megfelelés a tényleges érzékelő expozíciós időzítésének
Ez elengedhetetlenné teszi őket a nagy sebességű képalkotáshoz, a szinkronizált kísérletekhez és az időkritikus mérésekhez.
Korlátozások – Hardver- és kialakításfüggő
A hardveres időbélyegekhez a következők szükségesek:
• Precíziós időzítési logika FPGA/ASIC-ben
• Nagy stabilitású oszcillátorok (TCXO/OCXO)
• Pontos expozíció-meghajtás időzítés és késleltetés-kompenzáció
• Szinkronizált adatfolyam-kódolás
• Összhang az SDK/illesztőprogram elemzési formátumaival
Mivel a megvalósítások gyártónként eltérőek, a rendszerek közötti integráció további kalibrálást vagy dokumentáció áttekintést igényelhet.
A fejlesztési költségek és a bonyolultság magasabbak, mint a szoftver időbélyegeké.
Tipikus nagysebességű alkalmazások (>50 fps)
| Alkalmazások | Hogyan segítenek a hardveres időbélyegek? | Ajánlott kamerák |
| Élettudományok(nagysebességű kalcium- vagy feszültségvizsgálat) | Valós expozíciós időket rögzít; lézereket szinkronizál a Trigger Out kimeneten keresztül |
|
| Fizikai tudományok(nagy sebességű mozgásrögzítés) | µs-szintű abszolút időzítést biztosít a pontos pályarekonstrukcióhoz | |
| Félvezető-vizsgálat (ostya- és panelvizsgálat) | Időbélyegző alapú kameraszinkronizálás; lehetővé teszi a kódoló alapú idő-pozíció leképezést | |
| Eszközintegráció(kamera + lézer + motoros tárgyasztal) | Rendszerszintű abszolút időreferenciaként szolgál; µs-szintű koordinációt tesz lehetővé |
