Ermittlung der Framerate

Eine wichtige Vorgabe im Projekt, ist das die Kamera eine zufriedenstellend stabile Framerate von 60FPS bei einer Auflösung von 640x480px liefert.
Um die Performance der Kamera ausgiebig zu testen wurden die Tests aber auch mit anderen Auflösungen durchgeführt. Die Programme und damit der Aufbau der Tests, sind unter Quellcode aufgeführt.

Die FPS der Kamera wurde auf 3 Arten überprüft. Die erste Methode liest dabei einen Richtwert, welcher vom Benutzer gesetzt wird, aus der Kamera per openCV aus. Methode zwei Berechnet aus zwei Zeitwerten die Dauer einer einzelnen Aufnahme und berechnet damit die FPS aus Momentanwerten. Methode drei ermittelt die Dauer der Aufnahme für eine bestimmte Anzahl von Bildern (Hier: 10000 Bilder) und berechnet damit einen Mittelwert für die FPS über eine längere Zeit.

Ergebnisse der durchgeführten Tests:

Test #	Auflösung [Pixel x Pixel]	Gewählte FPS	Dauer der Aufnahme[s]	Durchschnittliche FPS	Verarbeitung
1	1920 x 1080	15	667,198	14,988	Keine
2	1280 x 960	30	333,430	29,991	Keine
3	1280 x 720	30	333,446	29,990	Keine
4	640 x 480	30	333,434	29,991	Keine
5	640 x 480	60	166,749	59,971	Keine
6	640 x 480	120	83,3663	119,955	Keine
7	1920 x 1080	15	1034,340	9,668	Bildausgabe(Hintergrund)
8	1280 x 720	30	473,798	21,106	Bildausgabe(Hintergrund)
9	640 x 480	30	333,475	29,987	Bildausgabe(Hintergrund)
10	640 x 480	60	171,564	58,287	Bildausgabe(Hintergrund)
11	640 x 480	120	171,982	58,146	Bildausgabe(Hintergrund)

Auswertung der Ergebnisse:

Die Konfiguration bestehend aus Höhe, Breite und Framerate / FPS wurde für die Tests jeweils in die Kamera programmiert. Je nach Testaufbau wurde das aufgenommene Bild noch in einem Ausgabefenster dargestellt. Aufgrund massiver Einbrüche der Framerate wurde die Ausgabe in den Hintergrund gebracht um so etwas Prozessorlast zu minimieren. Mit Ausgabe des Videomaterials in einem Fenster im Vordergrund liefert die Kamera nur in den kleinsten Auflösungen Framerates über 30FPS (Abhängig von Prozessorlast, starke Einbrüche).

Auffällig ist, dass eine Aufnahme ohne anschließende Ausgabe sehr stabile Framerates nahe der gewählten FPS bei allen Auflösungen liefert. Entsprechende Ergebnisse sind in den Tests 1-6 und in den Abbildungen 1-6 im unteren Teil der Seite sichtbar.

Mit einer in den Hintergrund verschobenen Ausgabe brechen die Framerates vor allem bei 640 x 480 Pixeln mit einer gesetzten Framerate von 120FPS um über 50% ein (Test 11). Auch bei Full HD, 1920 x 1080 Pixeln, bricht die Framerate um ca. 30% ein. Die Aufnahme von 10000 Bildern dauerte dabei 1034,8 Sekunden, also etwas über 17,5 Minuten.

Brauchbare Framerates lieferten dagegen die Konfigurationen von Test 8 bis 10. Die Framerates fielen dabei nur minimal und liefern für Bildverarbeitungszwecke hervorragendes Material, lässt man die Latenz außer acht.