Yazıyı okuyorsunuz: Silikon görüntü sensörü, otonom araçlar için görüntü işlemeyi hızlandırıyor ve basitleştiriyor
Harvard’ın John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ndan bir araştırmacı ekibi, ticari silikon görüntüleme sensör çiplerine entegre edilebilecek ilk sensör içi işlemciyi geliştirdi. Bu sensörler tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS) görüntü sensörleri olarak bilinir ve görsel bilgileri yakalayan çok çeşitli ticari cihazlarda kullanılır.
Yeni cihaz, otonom araçlar ve diğer uygulamalar için işlemleri hızlandırıyor ve basitleştiriyor.
Otonom Araçlar ve Görsel İşleme
Otonom araçlarda, sistemin bir görüntüyü alması ile veriyi görüntü işleme için mikroişlemciye iletmesi arasında geçen sürenin önemli etkileri olabilir. Bu, bir engelden kaçınmakla bir kazaya karışmak arasındaki farkı ifade edebilecek çok önemli bir zaman dilimidir.
Görsel işleme, ayrı bir mikroişlemci yerine görüntü sensörünün ham verilerden önemli özellikleri çıkarmasını içeren sensör üzeri görüntü işlemeyle hızlandırılabilir. Bununla birlikte, sensör içi işlemenin ticari sistemlere dahil edilmesi zor olan yeni ortaya çıkan araştırma malzemeleriyle sınırlı olduğu kanıtlanmıştır.
Yeni gelişmeyi bu kadar önemli kılan da bu.
Ekip araştırmalarını şu adreste yayınladı: Elektronik Doğa.
Sensör üzerinde hesaplama
Donhee Ham, SEAS’ta Gordon McKay Elektrik Mühendisliği ve Uygulamalı Fizik Profesörü ve makalenin kıdemli yazarıdır.
Ham, “Çalışmamız, sensör içi hesaplamayı çok çeşitli gerçek dünya uygulamalarına hızlı bir şekilde getirmek için ana akım yarı iletken elektronik endüstrisini güçlendirebilir” dedi.
Ekip, görüntüleri yakalamak için ticari olarak satılan görüntü algılama çiplerinde de kullanılan bir silikon fotodiyot dizisi geliştirdi. Ancak ekibin fotodiyotları elektrostatik olarak katkılıdır; bu, bireysel fotodiyotların gelen ışığa duyarlılığının voltajlar kullanılarak ayarlanabileceği anlamına gelir.
Bir dizi birden fazla voltajı ayarlanabilen fotodiyodu bağladığında, görüntü işleme hatları için önemli olan çarpma ve toplama işlemlerinin analog bir versiyonunu gerçekleştirebilir. Bu, görüntü yakalandığı anda ilgili görsel bilgilerin çıkarılmasına yardımcı olur.
Houk Jang, SEAS’ta doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarıdır.
Jang, “Bu dinamik fotodiyotlar, görüntüleri yakalanırken aynı anda filtreleyebilir ve görüntü işlemenin ilk aşamasının mikroişlemciden sensörün kendisine geçmesine olanak tanır” dedi.
Çeşitli uygulamalarda gereksiz ayrıntıları veya gürültüyü ortadan kaldırmak için silikon fotodiyot dizisi farklı görüntü filtrelerine programlanmıştır. Otonom bir araçtaki görüntüleme sisteminde kullanıldığında, şerit çizgilerini izleyen yüksek geçişli bir filtreye ihtiyaç duyulur.
Henry Hinton, SEAS’ta yüksek lisans öğrencisi ve makalenin ortak yazarıdır.
“İleriye baktığımızda, bu işlemcinin silikon bazlı sensörde yalnızca makine görüşü uygulamalarında değil aynı zamanda erken bilgi işlemenin sensörlerin ve birimlerin birlikte konumlandırılmasına izin verdiği biyo-ilhamlı uygulamalarda da kullanılmasını öngörüyoruz. beyin,” dedi Hinton.
Ekip şimdi fotodiyotların yoğunluğunu artırmaya ve bunları silikon entegre devrelerle entegre etmeye çalışacak.
“Ticari silikon görüntü sensörlerindeki standart programlanamayan pikselleri burada geliştirilen programlanabilir piksellerle değiştirerek görüntüleme cihazları gereksiz verileri akıllıca kırpabilir. Jang, “Bu, yeni nesil duyusal uygulamaların taleplerini karşılamak için hem güç hem de bant genişliği açısından daha verimli hale getirilebilir” dedi.
