2022년 6월 21일현대 과학 영상 및 산업 검사에서 시간은 더 이상 부차적인 속성이 아니라 실험 진행 방식, 장치 간 협업 방식, 데이터 해석 방식의 근본적인 요소입니다.
타임스탬프는 각 프레임이 캡처된 시점을 결정하며, 실험 재현성부터 여러 장치 동기화, 후속 분석의 유효성에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칩니다.
카메라가 높은 정밀도, 낮은 흔들림, 그리고 확실한 타임스탬프를 제공할 수 있는지 여부는 이제 카메라의 전문적인 성능을 가늠하는 핵심 지표가 되었습니다.
01 | 타임스탬프란 무엇인가요?
타임스탬프는 특정 시점을 기록하는 디지털 마커입니다.실제 캡처 시간각 이미지 프레임의 정밀도를 측정합니다. 시스템에 따라 정밀도는 수초에서 밀리초, 마이크로초, 심지어 나노초까지 다양할 수 있습니다.
일반적인 타임스탬프 형식
| 유형 | 예시 형식 | 설명 |
| 유닉스 타임스탬프(숫자) | 1733558400 (초) / 1733558400123 (밀리초) | 1970년 1월 1일 UTC 이후 경과 시간 |
| ISO 8601 (읽기 쉬운 형식) | 2025년 12월 7일 12시 30분 45초(UTC) / +08:00 | 표준 날짜, 시간 및 시간대 |
| 내장 타임스탬프 오버레이 | 2025년 12월 7일 12시 30분 45초 | 이미지 자체에 사람이 볼 수 있는 타임스탬프가 표시됩니다. |
투센 카메라 타임스탬프 예시 파일
02 | 소프트웨어 타임스탬프 vs. 하드웨어 타임스탬프
소프트웨어 타임스탬프는 PC가 이미지 데이터를 수신한 후에 생성되는 반면, 하드웨어 타임스탬프는 정확한 노출 시점에 카메라 내부에서 생성됩니다.
이 둘의 차이는 시간 정확도, 동기화 신뢰성 및 동적 측정의 무결성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
1. 소프트웨어 타임스탬프
소프트웨어 타임스탬프는 이미지가 호스트에 도착한 후 PC 측 드라이버 또는 애플리케이션에서 생성됩니다. 이는 데이터 도착 시간을 나타내는 것이지 노출 시간을 나타내는 것이 아닙니다.
장점 — 보편성 및 구현 용이성
• 카메라 하드웨어 설계와 무관함
• 주요 인터페이스(USB, GigE, CameraLink 등)와 모두 호환됩니다.
• 소프트웨어에서 시스템 시간을 통해 쉽게 생성할 수 있습니다.
• 신속한 개발, 디버깅 및 로깅에 매우 적합합니다.
• 낮은 통합 비용과 높은 호환성
제한 사항 — 정밀한 시간 측정에는 적합하지 않음
소프트웨어 타임스탬프는 전체 데이터 전송 과정의 영향을 받습니다.
카메라 → 인터페이스(USB/GigE/CXP) → 호스트 드라이버 → 운영체제 스케줄링 → 애플리케이션
지연, 버퍼링 또는 CPU 스케줄링 이벤트는 밀리초 단위의 비결정적 오류를 발생시킬 수 있습니다.
프레임 속도가 초당 약 50프레임을 넘어서면 이러한 변동이 급격히 증가하여 타임스탬프의 신뢰성을 심각하게 저해할 수 있습니다.
일반적인 사용 사례 ((30fps 미만 저속 이미징)
| 응용 시나리오 | 소프트웨어 타임스탬프의 역할 |
추천 카메라
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| 생물현미경 검사(일반 형광/조직 영상 촬영) | 데이터 관리, 프레임 정렬, 분석 소프트웨어에서의 정렬 |
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| 산업용 현미경(재료 검사/금속 조직학) | 배치 추적, 이미지 추적 및 기본 품질 관리 로깅을 지원합니다. |
2. 하드웨어 타임스탬프
하드웨어 타임스탬프는 카메라의 FPGA 또는 타이밍 회로 내부에서 정확한 노출 시작 또는 종료 순간에 생성됩니다. 이는 전송 또는 운영 체제 지연의 영향을 받지 않는 실제 물리적 획득 시간을 나타냅니다.
장점 — 높은 정밀도와 확정적 타이밍
하드웨어 타임스탬프의 특징:
• 마이크로초(µs)에서 서브마이크로초 정밀도
• 데이터 전송 타이밍에 대한 의존성이 전혀 없음
• 안정적이고 반복 가능하며 떨림 없는 출력
• 실제 센서 노출 시간과 1:1로 일치
이러한 특성 덕분에 고속 이미징, 동기화된 실험 및 시간에 민감한 측정에 필수적입니다.
제한 사항 - 하드웨어 및 설계에 따라 다름
하드웨어 타임스탬프에는 다음이 필요합니다.
• FPGA/ASIC 내 정밀 타이밍 로직
• 고안정성 발진기(TCXO/OCXO)
• 정확한 노출 구동 타이밍 및 지연 보정
• 동기화된 데이터 스트림 인코딩
• SDK/드라이버 구문 분석 형식과의 일관성
제조사별로 구현 방식이 다르기 때문에 시스템 간 통합에는 추가적인 보정이나 문서 검토가 필요할 수 있습니다.
소프트웨어 개발 비용과 복잡성은 소프트웨어 출시 일정보다 높습니다.
일반적인 고속 애플리케이션(>50fps)
| 응용 프로그램 | 하드웨어 타임스탬프는 어떻게 도움이 될까요? | 추천 카메라 |
| 생명과학(고속 칼슘 또는 전압 영상) | 실제 노출 시간을 기록하고, 트리거 출력을 통해 레이저를 동기화합니다. |
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| 물리과학(고속 모션 캡처) | 정확한 궤적 재구성을 위해 마이크로초(µs) 수준의 절대 타이밍 정보를 제공합니다. | |
| 반도체 검사 (웨이퍼 및 패널 검사) | 타임스탬프 기반 카메라 동기화; 인코더 기반 시간-위치 매핑을 지원합니다. | |
| 기기 통합(카메라 + 레이저 + 전동 스테이지) | 시스템 전체의 절대 시간 기준 역할을 하며, 마이크로초(µs) 수준의 조정을 가능하게 합니다. |
