EN
БЪРЗИ ВРЪЗКИ
Интегралните схеми или ИС са наистина важни, когато става въпрос за обработката на данни от сензори, тъй като осигуряват необходимата специализирана изчислителна мощ, за да се справят с тези бързи потоци от данни, без да се забавят. Това, което правят тези малки чипове, е да превръщат необработената и неорганизирана изображението информация в нещо полезно, което означава, че можем да обработваме изображения много по-бързо и също така по-добре да разпознаваме какво се случва. Вземете например камерите – повечето камери използват ИС, които са оборудвани с допълнителни функции като методи за намаляване на шума и начини за усилване на слаби сигнали. Този вид технологии действително подобрява значително качеството на изображението, така че снимките остават ясни и детайлни дори при лоши условия на осветление или когато има много движение. Съвременните камери просто няма да работят правилно без ИС, които обработват всички тези входящи данни с изключителна скорост, като в същото време запазват високото качество и точност.
Микроконтролерите играят ключова роля при управлението на момента и начина, по който се правят корекции на изображението, което ги прави незаменими за обработката в реално време в съвременните камерни системи. Тези миниатюрни компютри изпълняват сложни математически изчисления зад кулисите, настройвайки неща като нивата на експозицията и цветовото балансиране в зависимост от това, което се случва около камерата, което в крайна сметка ни дава по-добри снимки. Най-новите технологични постижения показват, че тези микроконтролери могат значително да намалят закъснението по време на корекциите на изображението, така че потребителите да получават по-бързи отговори и по-плавна работа в общ план. За охранителни камери, следящи паркинги или търговски обекти, тази обработка в реално време прави голяма разлика. Забавяне дори от част от секунда може да означава пропускане на важни детайли, докато бързата обработка помага да се заснеме всичко ясно и точно в момента, в който се случва.
КО кондензатори са от съществено значение за поддържането на чисти сигнали, което директно влияе на това колко добре камерите предават изображения. Тези компоненти намаляват нежелания шум и стабилизират нивата на захранване – неща, които са от решаващо значение, за да се осигури надеждна работа на камерите дори след години на употреба. Когато инженерите изберат правилния тип кондензатор за дадена система, те всъщност удължават експлоатационния живот на тези камерни системи, преди качеството на изображението да започне да се влошава. Това става особено очевидно на места като охранителни инсталации или индустриални системи за наблюдение, където камерите трябва да работят стабилно всеки ден. Затова умните проектиращи винаги включват качествени промишлени кондензатори при изграждането на съвременни визуални системи, които трябва да издържат на трудни условия, без да се повреждат ненадейно.
За да накарате AI алгоритмите да работят добре, трябва да намерите златната середина между това, от което те имат нужда, и това, което хардуерът всъщност може да поеме. Никой не иска системата му да се забави, а все пак да се нуждае от точни резултати. Методи като квантоване (което намалява броя битове, които се използват) и отрязване (премахване на ненужни части) помагат за опростяване на сложните алгоритми, така че те да могат да работят на устройства с ограничена изчислителна мощност. Някои проучвания от MIT показаха, че ако се направи правилно, това може да повиши производителността с около 30%, когато се занимава с анализ на видео в реално време. За всеки, който работи по проекти в областта на компютърното зрение, това равновесие е от голямо значение, защото директно влияе на това колко бързо и точно системите могат да разпознават обекти или модели. Умните програмисти знаят, че съгласуването на изискванията на алгоритъма с наличния хардуер не е важно само за икономисване на ресурси – то прави цялата система да работи по-добре в практиката.
Процесорите за обработка на изображения или ISP имат голямо значение при настройката на параметри, така че детекцията на обекти да работи по-добре при различни осветителни условия и среди. Когато говорим за правилното настройване на тези параметри, това всъщност означава коригирането на неща като тъмнината или светлината на изображенията, техните цветове и общата резкост, за да се постигнат най-добри възможни резултати от алгоритмите за детекция. Някои реални тестове показват, че когато ISP параметрите са правилно настроени, детекцията на обекти значително се подобрява. Едно проучване установи, че процентът на детекция се увеличава с над 25% след подходяща настройка. Следователно, за всеки, който работи със системи за компютърно зрение, настройката на ISP параметрите не е по избор – тя е абсолютно необходима, ако се иска точност на резултатите от моделите за детекция.
Съвременните напреднали системи за подпомагане на шофьора (ADAS) наистина разчитат на тези сложни вериги за обработка на изображения, за да извършват неща като предупреждаване на шофьорите, когато напуснат лентата си, или откриване на евентуални сблъсъци отпред. Направихме анализ на една реална ситуация, при която инсталирането на определени видове хардуер за обработка на изображения направи голяма разлика в това колко бързо и точно ADAS реагира при различни пътни условия. Числата също говорят доста ясно – наблюдавахме по-малко лъжливи сигнали, които се активират ненужно, но също така получавахме повече действителни предупреждения, когато те наистина имаха значение. Подобни подобрания подчертават защо качествената обработка на изображения е толкова важна за по-голямата безопасност на автомобилите като цяло. За всеки, който работи с автомобилни технологии, разбирането как да оптимизира тези вериги остава ключово, ако искаме нашите превозни средства да реагират правилно в трудни ситуации на пътя.
Когато става въпрос за автомобили, издръжливостта на електронните компоненти наистина влияе върху това колко добре работят камерите, особено когато нещата на пътя станат трудни. Тези компоненти трябва да могат да понасят различни видове екологични натоварвания, като резки температурни промени и постоянни вибрации от неравности и дупки на пътя. Вземете нещо просто като платка в система за камера на гледане назад. Ако тя не може да издържи на горещините през лятото или студените температури през зимата, камерите започват да дават сбой по-рано, отколкото по-късно. Според индустриални отчети около половината от всички проблеми с автомобилните камери всъщност се дължат на избора на компоненти, които не са достатъчно издръжливи за предизвикателствата, с които се сблъскват всеки ден. Затова умните производители се фокусират толкова много върху намирането на компоненти, които ще оцелеят в суровата реалност на автомобилния живот, където нищо не остава непроменено или предвидимо за дълго.
Добрата енергийна ефективност е от голямо значение за вградените системи, тъй като помага батериите да изкарат по-дълго, докато всичко работи гладко, без да се жертва необходимото им функциониране. Когато се цели максимална икономия на енергия, подборът на компоненти означава да се предпочитат такива, които използват по-малко енергия, но в същото време притежават достатъчно мощност за изпълняваните задачи. Проучвания, направени от различни групи, показват, че използването на тези ефективни компоненти може да намали консумацията на енергия с около 40 процента в сравнение с обикновените. Нека да вземем автомобилите като пример. Това, че системите не изразходват твърде много енергия, не е важно само за икономия на разходите за гориво – то също така съществено влияе върху екологичността на превозното средство в дългосрочен план.
Получаването на компоненти, които работят добре с HDR сензори като Sony IMX490, прави голяма разлика, когато става дума за правене на качествени снимки. Доставчиците на части трябва да осигуряват компоненти, които отговарят на техническите изисквания на тези напреднали сензори, включително техните нужди от напрежение. В противен случай системата просто няма да работи както трябва. На практика сме установили, че изборът на съвместими компоненти може да подобри качеството на изображението с около 20%, което има голямо значение в реални приложения. Това ниво на съвместимост не е просто удобно, а е в същността на въпроса за успешно функциониране на HDR изображенията в различни системи. Автомобилните камери особено се възползват от това, защото по-ясни детайли означават по-безопасно движение по пътищата. Накратко? Намирането на правилните електронни компоненти от надеждни доставчици не е по избор, а е задължително условие производителите да могат да предложат продукти с висок клас представяне.
Чиповете за компютри, които ще се появят в близко бъдеще, вероятно ще включват напреднали функции за обработка на ръб, които позволяват анализ на данни в реално време точно където се правят снимките. Основната причина за този напредък? Компаниите искат да намалят времето за изчакване и да ускорят обработката на изображения, което е много важно в области като камери за наблюдение и самонасочващи се коли. Когато има по-малко закъснение между правенето на снимка и нейния анализ, системите могат да реагират много по-бързо, което ги прави по-ефективни и надеждни, когато това наистина има значение. Проучванията на пазара показват и някои интересни числа – пазара на обработка на ръб ISP вероятно ще нараства с около 15 процента всяка година поне през следващите пет години. Такъв темп на растеж показва, че наистина се преминава към приемането на тази нова технология в различни индустрии.
Когато невронните мрежи се комбинират с проектирането на електронни вериги, това е значителна крачка напред в подобряването на работата и мащабируемостта на моделите за машинно обучение. Чрез техники на съвместно проектиране, инженерите създават вериги, специфично разработени за нуждите на невронните мрежи, което повишава производителността, но също така намалява консумацията на енергия. Начинът, по който двете технологии работят заедно, позволява на системите да обработват информация по-бързо, без батериите да се изтощават толкова бързо – нещо, което е особено важно за задачите по разпознаване на изображения, които се използват навсякъде днес. Повечето хора в индустрията смятат, че този подход може сериозно да промени технологиите за обработка на изображения. Някои прогнози сочат, че времето за обработка може да се понижи с между 30 и 50 процента, въпреки че реалните резултати вероятно зависят от детайлите на внедряването и характеристиките на хардуера.
Адаптивната обработка на сигнали има потенциала да промени начина, по който снимаме при променливи условия на осветлението, тъй като тя променя методите на обработка в движение. Особеното при тази технология е нейната способност да поддържа добро качество на изображението независимо къде се намира камерата — дали под яркото слънце или в слабо осветени вътрешни помещения. Настройките в реално време означават по-ясни снимки дори когато условията се променят рязко — нещо, което е особено важно за системите за сигурност и промишлен инспекционен контрол, за да могат да получават точни резултати. Проучванията за тези системи показват, че яснотата на изображението и разпознаването на обекти се подобряват с около 40 процента при трудни условия на осветление. За всеки, който се занимава с проблеми от непостоянно осветление в фотографията или системите за наблюдение, тази технология предлага сериозни предимства в сравнение с традиционните методи.