21-06-2022Bij moderne wetenschappelijke beeldvorming en industriële inspectie is tijd niet langer een secundaire factor, maar een fundamentele dimensie voor de uitvoering van experimenten, de coördinatie tussen apparaten en de interpretatie van gegevens.
Een tijdstempel bepaalt wanneer elk frame is vastgelegd, wat van invloed is op alles, van de reproduceerbaarheid van experimenten tot de synchronisatie tussen meerdere apparaten en de validiteit van latere analyses.
Of een camera zeer nauwkeurige, trillingsarme en deterministische tijdstempels kan leveren, is tegenwoordig een belangrijke indicator van zijn professionele mogelijkheden.
01 | Wat is een tijdstempel?
Een tijdstempel is een digitale markering die dewerkelijke opnametijdvan elk beeldframe. Afhankelijk van het systeem kan de precisie variëren van seconden tot milliseconden, microseconden of zelfs nanoseconden.
Veelvoorkomende tijdstempelformaten
| Type | Voorbeeldindeling | Beschrijving |
| UNIX-tijdstempel (numeriek) | 1733558400 (seconden) / 1733558400123 (ms) | Verstreken tijd sinds 1970-01-01 UTC |
| ISO 8601 (leesbaar formaat) | 2025-12-07T12:30:45Z / +08:00 | Standaard datum, tijd en tijdzone |
| Ingesloten tijdstempeloverlay | 2025/12/07 12:30:45 | Voor mensen zichtbare tijdsaanduiding op de afbeelding zelf. |
Tucsen Camera voorbeeldbestanden met tijdstempel
02 | Softwaretijdstempels versus hardwaretijdstempels
Softwarematige tijdstempels worden gegenereerd nadat de pc de beeldgegevens heeft ontvangen, terwijl hardwarematige tijdstempels in de camera worden gegenereerd op het moment van de opname.
Het verschil tussen de twee kan een aanzienlijke invloed hebben op de tijdnauwkeurigheid, de betrouwbaarheid van de synchronisatie en de integriteit van dynamische metingen.
1. Tijdstempels van software
Software-tijdstempels worden door het pc-stuurprogramma of de applicatie gegenereerd zodra de afbeelding op de host is aangekomen. Ze geven het tijdstip van aankomst van de gegevens weer, niet het tijdstip van belichting.
Voordelen: Universeel en eenvoudig te implementeren
• Onafhankelijk van het hardwareontwerp van de camera
• Werkt met alle gangbare interfaces (USB, GigE, CameraLink, enz.)
• Eenvoudig te genereren vanuit de systeemtijd in de software
• Zeer geschikt voor snelle ontwikkeling, debugging en logging
• Lage integratiekosten en hoge compatibiliteit
Beperkingen — Niet geschikt voor nauwkeurige tijdmeting
Software-tijdstempels worden beïnvloed door de gehele gegevensoverdrachtsketen:
Camera → Interface (USB/GigE/CXP) → Hoststuurprogramma → OS-planning → Applicatie
Elke vertraging, buffering of CPU-planningsgebeurtenis kan een niet-deterministische fout op millisecondenniveau veroorzaken.
Naarmate de framesnelheid boven de ~50 fps stijgt, nemen deze variaties snel toe en kunnen ze de betrouwbaarheid van de tijdstempels ernstig ondermijnen.
Typische gebruiksscenario's ((Lage-snelheidsbeeldvorming <30 fps)
| Toepassingsscenario | Rol van softwaretijdstempel |
Aanbevolen camera's
|
| Biologische microscopie (standaard fluorescentie-/weefselbeeldvorming) | Gegevensbeheer, framesortering, uitlijning in analysesoftware |
|
| Industriële microscopie (materiaalinspectie / metallografie) | Ondersteunt batchtracering, beeldtraceerbaarheid en basis QC-registratie. |
2. Hardware-tijdstempels
Hardware-tijdstempels worden gegenereerd in de FPGA of timingcircuits van de camera op het exacte begin- of eindmoment van de belichting. Ze vertegenwoordigen de werkelijke fysieke opnametijd, onafhankelijk van transmissie- of besturingssysteemlatentie.
Voordelen: hoge precisie en deterministische timing.
Hardware-tijdstempels bieden:
• Precisie van microseconden (µs) tot submicroseconden
• Geen enkele afhankelijkheid van de timing van de gegevensoverdracht
• Stabiele, reproduceerbare en trillingsvrije uitgangen
• 1:1 overeenkomst met de werkelijke belichtingstijd van de sensor
Dit maakt ze essentieel voor snelle beeldvorming, gesynchroniseerde experimenten en tijdgevoelige metingen.
Beperkingen — Afhankelijk van hardware en ontwerp
Hardware-tijdstempels vereisen:
• Nauwkeurige timinglogica in FPGA/ASIC
• Zeer stabiele oscillatoren (TCXO/OCXO)
• Nauwkeurige belichtingsregeling en vertragingscompensatie
• Gesynchroniseerde datastroomcodering
• Consistentie met SDK/stuurprogramma-parseerformaten
Omdat implementaties per fabrikant verschillen, kan systeemintegratie extra kalibratie of een beoordeling van de documentatie vereisen.
De ontwikkelingskosten en -complexiteit liggen hoger dan de tijdstempels van software.
Typische hogesnelheidstoepassingen (>50 fps)
| Toepassingen | Hoe hardware-tijdstempels van pas komen | Aanbevolen camera's |
| Levenswetenschappen(hogesnelheids calcium- of spanningsbeeldvorming) | Registreert de werkelijke belichtingstijden; synchroniseert lasers via Trigger Out. |
|
| Natuurwetenschappen(bewegingsregistratie met hoge snelheid) | Biedt absolute timing op microsecondeniveau voor nauwkeurige trajectreconstructie. | |
| Halfgeleiderinspectie (inspectie van wafers en panelen) | Camerasynchronisatie op basis van tijdstempels; maakt tijd-positie-mapping op basis van een encoder mogelijk. | |
| Instrumentintegratie(camera + laser + gemotoriseerd podium) | Dient als een systeemwijde absolute tijdreferentie; maakt coördinatie op microsecondeniveau mogelijk. |
