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2019. 05. 09 - 10   関東地方東方沖でスプライト19イベント   GigE カメラ でスプライトキャプ

 
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投稿者 メッセージ
ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1008
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sat May 11, 2019 11:55 am    記事の件名: 2019. 05. 09 - 10   関東地方東方沖でスプライト19イベント   GigE カメラ でスプライトキャプ 引用付きで返信

2019. 05. 09 - 10   関東地方東方沖でスプライト19イベント   GigE カメラ でスプライトキャプチャー!

 2019. 5. 10  前日に北海道付近を通過した低気圧から伸びる前線が関東地方の東方沖にあり、前線付近で雷が発生しました。

スプライトが観測された時刻: 
00:26:55  00:56:08  01:11:47  01:17:38  01:22:18  01:27:26  01:30:58  01:47:40
01:49:55  01:53:53  01:54:57  01:55:30  02:01:57  02:20:52  02:38:00  02:44:09
03:06:55  03:09:40  03:22:47 

スプライトが観測された場所: 関東地方東方沖の太平洋上空

 今回は連休中に購入した GigE カメラ DMK33GX290e(The Imaging Source社)といつもの WAT-902H2 Ultimate の2台のカメラを使用しました。GigE カメラの初舞台です。

DMK33GX290e ではスペック的に最大 1920x1080@56fps の転送が可能となっていますが、当方の環境(AMD 1950X MBの LAN port No. 2 にハブ経由で接続)ではイーサネットのスループットが 700Mbps を超える設定ではスループットの小刻みな上下動が発生して動画のフレームレートがメチャクチャに... そのためキャプチャーは 1920x1080@30fps で行いました。

また余談ですが、このカメラでは 640x480@168.20 fps などの高フレームレートでのキャプチャーも可能です。
この場合は画像の一部を切り取って表示するので映る範囲も狭く、画像を構成するピクセルも少なくなるのでかなり粗い画像となりますが、スプライト観測で高フレームレートが可能な機材は貴重です。
1280x720@90fps なども試したのですが(スループット 660-670Mbps)、待機時は安定しているもののキャプチャー後にスループットが上昇し、フレームレートがおかしくなるなどの障害が発生。なかなか難しいものです。

GigEカメラの設定条件(暫定)
 今回スプライトをキャプチャーした時のカメラの設定条件は:
   1920 x 1080 @30fps
   画像の調整: 明るさ 240   コントラスト 11   ガンマ 150   ゲイン 120
   GigECam Exposure Control : すべて手動設定で  Gain 38.00db   Exposure 1/30 sec.

 GigE カメラでは工業用途のためガンマは 1.0(100)が Default のようですが、この状態ではなんとも「眠たい(コントラストが低い)」画像となってしまいます。もう少し明るい部分と暗い部分のコントラストを上げたいのでガンマを調整。取り敢えず 140 としました。

【キャプチャー結果】
 GigE カメラ(DMK33GX290e) :   キャプチャー数 14イベント
 CCD カメラ(WAT-902H2 Ultimete):  キャプチャー数 10イベント

 GigE カメラ DMK33GX290e は今回 WAT-902H2 U を上回るスプライトをキャプチャーし、感度的には同等か(設定次第では)やや上回る性能を有していると思います。PoE でケーブル設置も簡単、UFO Analyzer での分析も問題ありませんでした。
気がついた点としては:
・カメラ側ドライバーの設定で結果が大きく異なる(画像の変動巾が大きい)気がする。まだ「気がする」段階ですが、細かい調整が可能なので逆に丹念に最適条件を探す必要がありそうです。
・現場でのカメラの方向合わせに Lap-Top PC が必要(今回は Lap-top PC+Injector を屋根の上に持ち込みました)
・複数カメラ/PC では NIC が必要。カメラを取り外すと設定情報が消えるので毎回 IP Address 等の設定が面倒かも?(これは推測)

Full HD(1920 x 1080)の画像は 720x480 よりかなりキレイです(当たり前ですが..)。感度もスプライト観測には充分使用可能と思います。
観測開始までの作業はそれなりに面倒ですが、今後もいろいろやっていくつもりです。
ITO



014740_D1_f31_01.jpg
 説明:
2019. 5. 10 01:47:40  関東地方東方沖の太平洋上空で観測されたスプライト GigE カメラ
GigE カメラ DMK33GX290e + Tamron M118FM08(8mmF1.4 Cマウントレンズ)開放
動画から取り出した 31フレーム(明るさなどの調整なし)。
 ファイルサイズ:  79.48 KB
 閲覧数:  605 回

014740_D1_f31_01.jpg



014742_SD_f31.jpg
 説明:
2019. 5. 10 01:47:42  関東地方東方沖の太平洋上空で観測されたスプライト CCD カメラ
WAT-902H2 Ultimate + CBC12mmF0.8 開放
動画から取り出した 31フレーム(明るさなどの調整なし)。
 ファイルサイズ:  88.96 KB
 閲覧数:  605 回

014742_SD_f31.jpg



0306555_D1_f31_01.jpg
 説明:
2019. 5. 10 03:06:55  関東地方東方沖の太平洋上空で観測されたスプライト GigE カメラ
GigE カメラ DMK33GX290e + Tamron M118FM08(8mmF1.4 Cマウントレンズ)開放
動画から取り出した 31フレーム(明るさなどの調整なし)。
 ファイルサイズ:  75.58 KB
 閲覧数:  605 回

0306555_D1_f31_01.jpg



030657_SD_f31.jpg
 説明:
2019. 5. 10 03:06:57  関東地方東方沖の太平洋上空で観測されたスプライト CCD カメラ
WAT-902H2 Ultimate + CBC12mmF0.8 開放
動画から取り出した 31フレーム(明るさなどの調整なし)。
TVアンテナが邪魔ですが、比較のために掲載しました。
 ファイルサイズ:  91.49 KB
 閲覧数:  605 回

030657_SD_f31.jpg



Zenrin20190509.jpg
 説明:
スプライトの発生場所(推定)
UFO Analyzer v2.xx の出力情報をゼンリン電子地図帳でプロットしました。
 ファイルサイズ:  39.32 KB
 閲覧数:  605 回

Zenrin20190509.jpg


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MAOMAO



登録日: 2018.01.15
記事: 20
所在地: 青山学院大学相模原キャンパス

記事日時: Fri May 17, 2019 3:26 pm    記事の件名: 引用付きで返信

青山学院大学坂本研の段毛毛(ダン モーモー)です。5月6日、9日と10日に、スプライト

ASCA1 sprite
‘20190506_211050_01’

ASCA2 sprite
‘20190509_234751_02’,
‘20190510_000236_02’,
‘20190510_005608_02’
を検出しました。
20190510_005608_02はITOさんが検出したものと同時しました。



20190506_211050_01_location.jpg
 説明:
 ファイルサイズ:  50.87 KB
 閲覧数:  466 回

20190506_211050_01_location.jpg



M20190506_211050_KN3_01_click.jpg
 説明:
 ファイルサイズ:  900.05 KB
 閲覧数:  466 回

M20190506_211050_KN3_01_click.jpg



20190509_234751_02_location.jpg
 説明:
 ファイルサイズ:  42.92 KB
 閲覧数:  466 回

20190509_234751_02_location.jpg



M20190509_234751_KN3_02_click.jpg
 説明:
 ファイルサイズ:  28.06 KB
 閲覧数:  466 回

M20190509_234751_KN3_02_click.jpg



20190510_000236_02_location.jpg
 説明:
 ファイルサイズ:  43.01 KB
 閲覧数:  466 回

20190510_000236_02_location.jpg



M20190510_000236_KN3_02_click.jpg
 説明:
 ファイルサイズ:  28.54 KB
 閲覧数:  466 回

M20190510_000236_KN3_02_click.jpg



20190510_005608_02_location.jpg
 説明:
 ファイルサイズ:  42.56 KB
 閲覧数:  466 回

20190510_005608_02_location.jpg



M20190506_211050_KN3_01_clicks.csv
 説明:

ダウンロード
 ファイル名:  M20190506_211050_KN3_01_clicks.csv
 ファイルサイズ:  586 Bytes
 ダウンロード回数:  2 回


M20190509_234751_KN3_02_clicks.csv
 説明:

ダウンロード
 ファイル名:  M20190509_234751_KN3_02_clicks.csv
 ファイルサイズ:  214 Bytes
 ダウンロード回数:  2 回


M20190510_000236_KN3_02_clicks.csv
 説明:

ダウンロード
 ファイル名:  M20190510_000236_KN3_02_clicks.csv
 ファイルサイズ:  215 Bytes
 ダウンロード回数:  2 回

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前田



登録日: 2004.09.01
記事: 1753
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Sun May 19, 2019 12:55 pm    記事の件名: Gigカメラ 引用付きで返信

Itoさんへ
前田です。

まだ情報少ないGigEカメラのレポートとして、興味深く読ませていただきました。

DMK33GX290e+Tamron M118FM08(8mmF1.4)という選択がまず珍しく、
私は、このレンズを持っていませんが、この手の設計の古いレンズは他の
メーカでだめだったので、選択に考えていませんでした。

Fも暗めですが、ワテックと同等か、それ以上の性能とのこととても参考になりました。
また、FHDの30p以上では使ったこと無かったのですが、やはり難しいんですね。

また、観測されたらぜひ報告お願いします。
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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1008
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Tue May 21, 2019 9:47 pm    記事の件名: GigE カメラでスプライト・キャプチャー (その2) 引用付きで返信

GigE カメラでスプライト・キャプチャー (その2)

先日は GigE カメラ(The Imaging Source製 DMK33GX290e)でスプライト・キャプチャーの報告をしましたが、今回はその後の改良(?)報告です。

  前回のテストでは当方の環境では GigE カメラ観測時のネットワーク・スループットが 700Mbps を超えるとスループットが上下に不規則に変動して(画像参照)、録画された動画にフレームレートのバラツキなどの不具合が生じました。
そのため夜空の観測ではスループットが 700Mbps 以下(実測 660-670Mbps)の安定した 1920x1080@30fps で行わざるを得ませんでした。
今回はこのスループットの変動は 1Gbps のネットワーク・ポートに 800-900Mbps のデータを流し込んでいて非常に高負荷になっているのが原因?と推測して、「10GBASE-T イーサネット・アダプター」を導入してみました。
これは従来のネットワークの 10倍の 10Gbps(10,000Mbps)の通信を可能にするカードで、簡単に言えば「ネットワークの入り口を 10倍に拡げた」という事です。

  購入したのは「ASUS 10Gbit Network Card XG-C100C」(写真参照)。10GBASE-T カードはまだかなり高価ですが、このカードはその中でも安価なもので通販で約 11,000 円で購入出来ました。
詳細:https://www.asus.com/jp/Networking/XG-C100C/

XG-C100C を PCIe スロット(PCIe 2.0/3.0 x4 以上が必要)に装着し、付属CD からドライバーをインストールします。コネクターは 1.0GBASE-T と同じ RJ-45。ケーブルはカテゴリー 6 を使いました。PC は今回 Intel i7-6850K システムを使用しました。

  そんな訳でダメ元でこのカードを使って夜空を観測した結果はなんと大正解で、スループットの不規則な変動は発生しなくなりました。
1920x1080@56fps というこのカメラの仕様の上限でもスループットは 960-970Mbps で安定し、UFO CaptureHD2 の動作も正常でした(夜空の変化を通常のレベルで感知し、問題の無い動画を出力可能)。
実際に 1920x1080@56fps でキャプチャーした飛行機の軌跡と流星の画像を掲載します。画像から見る限りではコマ落ちは無いようで %f で表示されるフレーム間隔も 017 - 019(56fps の場合 0.0179 sec/frame)を表示しています。

注意点としては:
・10GBASE-T ネットワークカードは非常に発熱します。稼働時は XG-C100C も手で触れない位アッチッチになりますので、PCケースのエアーフローに充分注意する必要があります。
当方ではサイドパネルを付けずに開けっ放しなので、写真にあるように 60mm ファンをヒートシンクに括り付けました。これで安心?

UFO CaptureHD2 でカメラの仕様上限まで発揮させる事が出来るのは嬉しいものです。今後は 1920x1080@56fps で観測するつもりです。
それに 1280x720@100fps といった高いフレームレートでのスプライト・キャプチャーも可能かもしれません。夢が広がってきました。
ITO



XG-C100C_02.jpg
 説明:
ASUS 10GBASE-T Card 「XG-C100C」
発熱が大きいため 60mmx60mmx15mm のファン(2200rpm)をヒートシンクに括り付けました。
 ファイルサイズ:  100.29 KB
 閲覧数:  370 回

XG-C100C_02.jpg



Fluctration.jpg
 説明:
ネットワーク・スループットの変動
左側の画像:10GBASE-T カード導入前 我が家のPC では 1920x1080@56fps では左側の映像のようにスループットが突然 960Mbps から 780Mbps へ急落し、録画された動画が乱れます。
右側の画像:10GBASE-T カード導入後は右側の画像のように非常に安定しました。
 ファイルサイズ:  71.99 KB
 閲覧数:  370 回

Fluctration.jpg



M20190519_210404_TK2_D1P_960.jpg
 説明:
1920x1080@56fps でキャプチャーした飛行機の軌跡
拡大して画像を見たり、avi をコマ送りして確認しましたが、コマ落ち、遅延などは見つかりませんでした。%f 表示は 017 - 019
 ファイルサイズ:  60.89 KB
 閲覧数:  370 回

M20190519_210404_TK2_D1P_960.jpg



M20190520_020423_TK2_D1P.jpg
 説明:
1920x1080@56fps でキャプチャーした流星
こちらもコマ落ちなどは見つかりませんでした。
 ファイルサイズ:  57.06 KB
 閲覧数:  370 回

M20190520_020423_TK2_D1P.jpg


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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1008
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sat May 25, 2019 11:34 pm    記事の件名: GigE カメラでスプライト・キャプチャー (その3) 「ジャンボ・フレーム」 引用付きで返信

GigE カメラでスプライト・キャプチャー (その3)

今回も GigE カメラ(The Imaging Source製 DMK33GX290e)の報告の続きです。

 ネットワーク・スループットの不安定についてその後もいろいろ調べていたのですが、ようやく原因は映像を転送するネットワークに「ジャンボ・フレーム(Jumbo Frame)」を設定していなかったためと判りました。

 GigE カメラの製造企業の資料などによると「GIgE カメラからの映像データはイーサネット上をパケットに区切られて転送される。このパケットサイズを大きくすれば時間当たりに転送されるパケット数は少なくなり、ネットワークは余裕を持ってデータを送る事が出来るようになる。この大きなサイズのパケットが「ジャンボ・フレーム(ジャンボ・パケット)」と呼ばれるもので、GigE カメラのネットワークではこれを設定する事が必須となっている」そうです。標準のサイズは 1500 bytes/packet ですが、GigE カメラでは 9014 bytes/packet に設定される事が多いようです。

「ジャンボ・フレーム」の設定は次のように行いました。
デバイス・マネージャーから
→ 「ネットワーク・アダプター」の項目を開く
→ GigE カメラに使用しているネットワーク・アダプター名(図では Intel 1211 Gigabit Network Connection)を右クリック
→ 「プロパティー」を選択
→ 「詳細設定」を選択
→ 「Jumbo Packet」を選択
Jumbo Packet を選ぶと右側に「値」のウインドーがありますので、これを 9014 Bytes に変更。
変更されたかどうかは IP Config に MTU 値として表示されるので確認する事が出来ます(図参照)。

 当方ではこのジャンボ・フレームを「無効」から 9014 Bytes に設定しましたが、その結果マザーボードにある LAN ポートでも、PCIe に取り付けた 1GBASE-T カードでも(10GBASE-T カードを使わなくても) 1920x1080@56.00fps で非常に安定した状態で観測が出来るようになりました。昨日までの苦労がウソのよう...
ITO



deviceManager.jpg
 説明:
ジャンボ・フレームの設定(1)
デバイス・マネージャーを開き、「ネットワーク・アダプター」を右クリック! 開いたダイアログから「プロパティー」を選択します。
 ファイルサイズ:  63.67 KB
 閲覧数:  289 回

deviceManager.jpg



JumboPacket.jpg
 説明:
ジャンボ・フレームの設定(2)
「プロパティー」の「詳細設定」をクリックし、左側のプロパティから「ジャンボ・パケット」、まはた「Jumbo Packet」を選択。
右側の「値」を 9014 bytes に変更します。
 ファイルサイズ:  63.14 KB
 閲覧数:  289 回

JumboPacket.jpg



IP-Config.jpg
 説明:
IP Config に表示される MTU(ジャンボ・フレーム)のサイズ
ジャンボ・フレームで設定されたパケットサイズは IP Config に MTU(Max. Transmission Unit)として表示されます。
左側がジャンボ・フレームの設定前(パケットサイズ 1500 bytes)、右側が設定後(パケットサイズ 9000 bytes)
 ファイルサイズ:  67.04 KB
 閲覧数:  289 回

IP-Config.jpg



M20190525_011259_TK2_D1P.jpg
 説明:
1920x1080@56.00fps でキャプチャーされた流星 (2019. 05. 25 01:12:59)
 ファイルサイズ:  61.7 KB
 閲覧数:  289 回

M20190525_011259_TK2_D1P.jpg


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