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USB3.0 接続カメラの問題点 → 流星キャプチャーしてみました

 
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投稿者 メッセージ
ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Fri Jun 07, 2019 8:36 pm    記事の件名: USB3.0 接続カメラの問題点 → 流星キャプチャーしてみました 引用付きで返信

SonotaCo さん、今晩は!

USB3.1 Gen1 接続の DMK37BUX290 というカメラを持っています(CMOS Sony IMX290 Starvis)。

The Imaging Source社謹製のIC Capture ではうまく動作するのですが、UFO CaptureHD2 では 1920x1080@60fps などで録画された avi 動画の下の方が黒くなってしまい、うまく映像がキャプチャー出来ません。

USB3.0 / 3.1 接続のカメラは帯域が広いためにフレームレートが高く(DMK37BUX290 では 1920x1080 で最大 143fps)、スプライト観測では非常に魅力的! うまく動いてくれると非常に嬉しいのですが...
今回ご紹介の DMK 33UX226 ではこのあたりの問題はどうなのでしょうか? 

ITO

PS. ありゃ、間違って新しいトピックを作ってしまいました。これはSonotaCoさんの作った DMK33UX226 へ質問です。すみません...


最終編集者 ITO [ Sat Sep 07, 2019 4:06 pm ], 編集回数 1 回
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SonotaCo
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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Sat Jun 08, 2019 6:47 am    記事の件名: Re: USB3.0 接続カメラの問題点 引用付きで返信

情報ありがとうございます > ITOさん

USB接続はどうも負荷が重く、相性が悪そうですね。
1920x1080 60fpsで問題が出ているようだと、DMK 33UX226の4000x3000 30fpsは うまくいきそうにないですね。
ビットレートでは ITOさんのやられている 4K60pの方が高いと思うので、UFOCaptureの処理は間に合うと思うので、あとはドライバの改良次第と思います。
USBは汎用ドライバと関係が深いので、いろいろ難しいかもしれません。
改良される可能性もありますが、しばらくは様子を見た方がいいように思いました。
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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sat Jun 08, 2019 12:01 pm    記事の件名: USB3.1 接続カメラの問題点(詳細) 引用付きで返信

USB3.1 接続カメラの問題点(詳細)

USB3.1 接続カメラで発生する不都合の詳細です。

カメラ: The Imaging Source 「DMK 37BUX290」 USB3.1 Gen2 接続 コネクタ:USB Type-C  最大FPS:1920 x 1080@143fps Driver : 4.5.0.1354(最新)* IC Capture 上で確認

接 続:マザーボード上の USB 3.1 Gen2 ポート(Type-C)に接続

動作状況:
・ドライバーインストール: 4.5.0.1354(最新) をインストール
・カメラの接続:  マザーボード上の USB3.1 Gen2(Type-C)のコネクターに接続しました。必要な電源は USB 経由で送られるのでケーブルはこれ1本のみ。
・UFO CaptureHD2 : 見た目の動作は全く問題ないように見えます。1920x1080@60fps は勿論の事、仕様上限の 1920x1080@143fps でもスムースに動き、リアル画像表示のフレーム間隔は 007 - 008sec.ときっちり表示されます。
 CPU 稼働率は 143fps で 19 - 20%。60fps では 9 - 10%。

・不都合: しかし UFO CaptureHD2 でキャプチャーされた avi を見てみると、掲載写真のように画面の下が黒くなってしまいます。黒くなる部分の大小の差はありますがどの解像度、フレームレートでも発生します。

USB3.0/3.1 接続のカメラには期待しているのですが、UFO CaptureHD2 での使用は難しそうですね。

DMK 37BUX290
https://www.argocorp.com/cam/usb3/tis/DxK37UX290.html

ITO



DMK37BUX290.jpg
 説明:
DMK 37BUX290
非常に小型です。コネクターは USB3.1 Type-C。 GigE カメラと同じように、映像も電源もこのケーブル一本で OK。
 ファイルサイズ:  102.34 KB
 閲覧数:  3826 回

DMK37BUX290.jpg



.jpg
 説明:
稼働時の UFO CaptureHD2
フレーム間隔も 016-017 で 60fps で作動中である事が判ります。
 ファイルサイズ:  89.63 KB
 閲覧数:  3826 回

.jpg



1920-1080_60fps.jpg
 説明:
キャプチャーされた avi 動画の一コマ
このように画面の下が黒くツブれます。黒い部分は解像度により大きくなったり、小さくなったりしますが、すべての解像度で発生します。
 ファイルサイズ:  22.83 KB
 閲覧数:  3826 回

1920-1080_60fps.jpg


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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sun Aug 18, 2019 8:53 pm    記事の件名: USB3.0 接続カメラの問題点 / 新しいドライバーでのテスト結果 引用付きで返信

USB3.0 接続カメラの問題点 / 新しいドライバーでのテスト結果

先日、UBS3.1 接続のカメラ The Imaging Source 社製 DMK37BUX290 では動画上に黒い帯が出てうまく動作しないと書きました。

今日、下記の The Imaging Source 社のHPで新しいドライバー(ver. 4.6.0 2019. 8. 15 更新)を見つけたので早速インストールしてみました。
https://www.theimagingsource.com/support/downloads-for-windows/

その結果、新しいドライバーでは以前のドライバー(Ver. 4.5.0)で発生していた動画での「黒い帯」は発生せず、下記の解像度@フレームレートではなんとかキャプチャー出来ました。
キャプチャー可能だったのは:
 1024 x 768p @ 60 fps
 1280 x 960p @ 60 fps
 1280 x 1024p @ 30 fps
 1920 x 1080p @ 30.00 fps
これ以上のフレームレートでは UFO CaptureHD2 は(フリーズなどではなく)画面が映る事なく停止しました。

本来ならばこのカメラでは最大 1920 x 1080p @ 143fps(Y800) まで可能な筈なのですが、まだまだそれには遠く及びません。
しかもよく動画を見てみると、フレームレートがちょっと変...例えば 1920 x 1080p@30fps ではフレーム間隔が [033][034] . . . [067] [033] ...のように一定間隔で2倍になっています。
USB3.1 の帯域の問題なのか、UFO CaptureHD2 の問題なのか原因は不明ですが、それでもドライバーの更新により高い潜在能力の USB 接続のカメラが(一部使用)可能になったのは嬉しいニュースです。
しかしながらいつ見ても USB 接続のカメラの映像はきれいですね。ノイズが多い GigE カメラとは雲泥の差です。
ITO



M20190818_201030_960.jpg
 説明:
DMK37BUX290 キャプチャー画像(1920 x 1080p@30fps)
1920 x 1080p @ 30 FPS でキャプチャーしたピークホールド画像です。
フレーム間隔は [033] と [066] が混在しています。 映像は明るさも充分でダイナミックレンジも広く、夜空の観測には最適と思います。
 ファイルサイズ:  41.92 KB
 閲覧数:  3201 回

M20190818_201030_960.jpg



M20190818_201216_720.jpg
 説明:
DMK37BUX290 でのフレーム画像(1280 x 960p @60fps)
1280 x 960p @ 60 FPS でキャプチャーしたピークホールド画像です。
フレーム間隔は [017] が5回続くと [033] が一回出現、という順番になっています。
 ファイルサイズ:  29.05 KB
 閲覧数:  3201 回

M20190818_201216_720.jpg


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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sun Aug 25, 2019 9:12 pm    記事の件名: USB3.0 接続カメラの問題点 / 新しいドライバーでのテスト(その2)  引用付きで返信

USB3.0 接続カメラの問題点 / 新しいドライバーでのテスト(その2) 

 前報では The Imaging Source 社の新しい USB3.1 カメラのドライバー(4.6.0)ではかなりの進歩が見られたけど UFO CaptureHD2 では低いフレームレートだけでしか使用出来ない、と報告しました。
先日、The Imaging Source 社からまたまた新しいドライバーが出ていましたのでテストしてみました。今回はその報告です。

The Imaging Source 社の新しいドライバーは Ver. 4.6.2 (2019. 8. 22 更新)。前回から約1週間の短期間で更新されました。

テストを行った環境は:
 カメラ: The Imaging Source 社製 USB3.1 接続カメラ DMK37BUX290e + RICOH 12mmF1.4
 PC :  AMD Threadripper 1950X(定格)+ ASRock X399 Taichi   Mem : 32GB、 記録媒体:M.2 SSD(Samsung 970 PRO)
 接続: カメラからマザーボード付属の USB3.1 Type-C コネクター(規格 10 Gbps)に接続。ケーブルは延長コードも含めて約11m。

試験結果:
 1920 x 1080p @ 120 FPS: 安定してキャプチャー可能。動画(avi)も(今のところ)問題なし。CPU 稼働率:リアル表示あり 12 - 15%
 1920 x 1080p @ 143 FPS: 時々出来るが、再現不可。なんなんでしょう?

動画(avi)について:
・120 FPS 非圧縮時、コマ落ち、スーパーインポーズの消失などの不都合は見当たらない。フレーム間隔も [008][009] で安定。
・非圧縮時の1フレームの容量は約 7.9 MB/frame。RGB32 のようです。
・保存のための SSD には書き込み速度 1,000 MB/sec. 以上は必要(非圧縮時)。可逆圧縮が必須になるかもしれません。

ここである疑問が...
1920 x 1080@120fps の場合、カメラから PC へ転送すべきデータ容量は: 1920p x 1080p x 8bit x 120fps = 1990656000 bytes = 1898 MB/sec.

マザーボード付属の USB3.1 Type-C コネクターは Gen1 規格なのか Gen2 規格なのかは不明ですが、マニュアルには転送速度は 10 Gbps(1250 MB/sec.)と記載されているので多分 USB3.1 Gen2 なのでしょう。
そうなると、この場合は転送速度規格が max.1250 MB/sec. のケーブルに 1898 MB/sec. のデータを流している事になります(規格値の約 1.5 倍!)。かなり無理してる? それともカメラ内部でデータを圧縮しているのでしょうか?


 いずれにせよ、新しいドライバー(Ver. 4.6.2)は UFO CaptureHD2 との相性はいいようで、これまで出来なかったハイ・フレームレート(120 FPS)でのキャプチャーが可能になりました。
いよいよ USB 接続カメラも使用可能な範囲に入ってきたと思います。
また何か判ったら書き込みます。
ITO



1920x1080_120fps_02.jpg
 説明:
USB3.1 カメラ(DMK37BUX290):1920 x 1080p @120 fps での稼働時のディスプレー画面
フレームレートは [008] を表示しています。1/120 = 0.008333
 ファイルサイズ:  91.85 KB
 閲覧数:  3093 回

1920x1080_120fps_02.jpg



M20190825_203436_TK2_U1P.jpg
 説明:
USB3.1 カメラ(DMK37BUX290):1920 x 1080p @120 fps でキャプチャーされたピークホールド画像
曇り空なので映っているのはヘリコプターの光跡のみ。
 ファイルサイズ:  81.2 KB
 閲覧数:  3093 回

M20190825_203436_TK2_U1P.jpg


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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1304
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sat Sep 07, 2019 4:12 pm    記事の件名: USB カメラによる 1920x1080p@120FPS での流星キャプチャー 引用付きで返信

USB カメラによる 1920x1080p@120FPS での流星キャプチャー

2019. 9. 6 - 7、久し振りの快晴の星空。USB 接続のカメラで流星をキャプチャーしました。

観測機器: カメラ: The Imaging Source 社製 USB3.1 カメラ「DMK37BUX290」(モノクロ)  レンズ: TAMRON 8mmF1.4
      ケーブル:USB3.0 アクティブリピーターケーブル(サンワサプライ)10m(パワーサプライ付)+ USB3.1 TypeA-C 2m
観測条件: 1920 x 1080 p @ 120 FPS

USB3.1 接続カメラのハイ・フレームレート(120FPS)は一度稼働してしまえばかなり安定しています。動画も OK !! UFO Analyzer での分析も問題ありません。
しかしながら、当方の場合稼働前には次のような操作が必要です。
・IC Capture 2.4(The Imaging Source 社製ビュワー)を起動し、画像ウインドーが開いたら Y800(1920x1080)、120 FPS にセットする。
・「露出」を手動に切換え(Auto のチェックを外す)、120FPS にセットする。
・画像のウインドーを閉じる(IC Capture2.4 はそのまま起動させておく)。
・UFO Capture 120FPS をスタート
この操作を行わないと 120FPS では作動しません。

20190907 01:08:52 の流星の映像(ピークホールド画像、フレーム画像)、及び動画(mp4. ノーマル、10倍スロー)を掲載します。
この動画の長さは 1.52 sec. で 182 フレーム、容量 1.41GB。1フレームの容量は 7.91 MB/frame(非圧縮時)でした。

尚、流星の CSV ファイルはハブ掲示板へ載せておきます。
ITO

PS, 24MB のスローモーション動画(mp4.)をアップしようと思いましたが、うまく行きませんでした。大きなファイルのアップロードは難しい?ようです。
追) 20MB 以下であれば大丈夫なようです。



20190906_流星(合成).jpg
 説明:
2019.09.06-07 キャプチャーしたすべての流星(8イベント)
比較明合成法にて1枚に合成。
DMK37BUX290 + Tamron8mmF1.4 1920 x 1080p@120 FPS
 ファイルサイズ:  73.95 KB
 閲覧数:  2995 回

20190906_流星(合成).jpg



M20190907_010852_TK_U1P.jpg
 説明:
2019. 09. 07 01:08:52 流星の画像(ピークホールド画像) 1920 x 1080p @120 FPS
観測地点(東京)からみて南方低空での流星 J5_Per 判定
DMK37BUX290 + Tamron8mmF1.4  1920 x 1080p を 960 x 540p に縮小してあります。
 ファイルサイズ:  75.16 KB
 閲覧数:  2995 回

M20190907_010852_TK_U1P.jpg



101stFrame.jpg
 説明:
2019. 09. 07 01:08:52 流星の第 101 番フレーム 1920 x 1080p @120 FPS
観測地点(東京)からみて南方低空での流星 J5_Per 判定
DMK37BUX290 + Tamron8mmF1.4
 ファイルサイズ:  78.32 KB
 閲覧数:  2995 回

101stFrame.jpg



x1_20.mp4
 説明:
2019. 09. 07 01:08:52 流星の動画(1080p mp4) 1920 x 1080p @120 FPS
動画(ノーマル速度)

ダウンロード
 ファイル名:  x1_20.mp4
 ファイルサイズ:  8.43 MB
 ダウンロード回数:  149 回


x10_25.mp4
 説明:
2019. 09. 07 01:08:52 流星の動画(1080p mp4) 1920 x 1080p @120 FPS
動画(10 倍 スローモーション)

ダウンロード
 ファイル名:  x10_25.mp4
 ファイルサイズ:  16.16 MB
 ダウンロード回数:  144 回

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