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एकीकृत सर्किट या आईसी सेंसर डेटा की समझ में बहुत महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे उस तेज़ डेटा स्ट्रीम को संसाधित करने की आवश्यकता वाली विशेष प्रसंस्करण शक्ति प्रदान करते हैं, बिना धीमा हुए। ये छोटे चिप्स जो करते हैं, वह है उस अव्यवस्थित कच्चे चित्र डेटा को कुछ उपयोगी में बदलना, जिसका अर्थ है कि हम चित्रों को बहुत तेज़ी से संसाधित कर सकते हैं और घटनाक्रम को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं। उदाहरण के लिए कैमरों को लें, अधिकांश कैमरा आईसी में शोर कम करने की तकनीकों और कमज़ोर संकेतों को मज़बूत करने के तरीकों जैसी अतिरिक्त विशेषताएँ शामिल होती हैं। यह तकनीक वास्तव में चित्र गुणवत्ता में काफी सुधार करती है, ताकि तस्वीरें स्पष्ट और विस्तृत बनी रहें, भले ही प्रकाश कम हो या अधिक गति हो। आधुनिक कैमरों का सही ढंग से काम करना आईसी के बिना संभव नहीं होगा, जो उस डेटा को तेज़ी से संभालते हैं और सब कुछ स्पष्ट और सटीक बनाए रखते हैं।
माइक्रोकंट्रोलर्स यह प्रबंधित करने में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं कि छवि समायोजन कब और कैसे होते हैं, जिससे वे आधुनिक कैमरा सिस्टम में वास्तविक समय प्रसंस्करण के लिए अनिवार्य बन जाते हैं। ये छोटे कंप्यूटर पर्दे के पीछे जटिल गणित चलाते हैं, कैमरे के चारों ओर हो रही चीजों के आधार पर एक्सपोज़र स्तरों और रंग संतुलन जैसी चीजों में समायोजन करते हैं, जिससे हमें बेहतर चित्र प्राप्त होते हैं। नवीनतम तकनीकी सुधारों से पता चलता है कि ये माइक्रोकंट्रोलर छवि समायोजन के दौरान काफी हद तक देरी को कम कर सकते हैं, इसलिए उपयोगकर्ताओं को तेज़ प्रतिक्रिया और समग्र रूप से सुचारु संचालन प्राप्त होता है। पार्किंग स्थलों या खुदरा दुकानों की निगरानी करने वाले सुरक्षा कैमरों के लिए, यह वास्तविक समय प्रसंस्करण सब कुछ बदल देता है। एक सेकंड के अंतराल की देरी महत्वपूर्ण विवरणों से चूकने का कारण बन सकती है, जबकि त्वरित प्रसंस्करण स्पष्ट रूप से हो रही हर चीज को पकड़ने में मदद करता है।
AC संधारित्र सिग्नलों को साफ रखने के लिए आवश्यक हैं, जिसका सीधा प्रभाव कैमरों द्वारा छवियों के संचरण पर पड़ता है। ये घटक अवांछित शोर को कम करते हैं और बिजली के स्तर को स्थिर करते हैं, जो कैमरा सिस्टमों के विश्वसनीय रूप से काम करने सुनिश्चित करने में बहुत महत्वपूर्ण हैं, भले ही उनका उपयोग कई सालों तक किया जाए। जब इंजीनियर अपनी सेटअप के लिए संधारित्र के सही प्रकार का चयन करते हैं, तो वे वास्तव में उन कैमरा सिस्टमों के जीवन को बढ़ा देते हैं जब तक कि छवि की गुणवत्ता में कमी शुरू न हो जाए। यह विशेष रूप से सुरक्षा स्थापनाओं या औद्योगिक निगरानी स्थापनाओं की तरह की जगहों पर ध्यान देने योग्य हो जाता है, जहां कैमरों को दिन-प्रतिदिन लगातार प्रदर्शन करने की आवश्यकता होती है। इसलिए स्मार्ट डिज़ाइनर हमेशा आधुनिक दृष्टि सिस्टम बनाते समय कठिन परिस्थितियों का सामना करने के लिए अच्छी गुणवत्ता वाले एसी संधारित्रों को शामिल करते हैं ताकि अप्रत्याशित रूप से विफलता न हो।
एआई एल्गोरिदम को अच्छी तरह से काम करने के लिए, उनकी आवश्यकताओं और उस हार्डवेयर की क्षमता के बीच सही संतुलन खोजना आवश्यक है जिसपर वे चलते हैं। किसी को यह नहीं चाहिए कि उनकी सिस्टम की गति धीमी हो जाए, फिर भी सटीक परिणामों की आवश्यकता होती है। क्वांटाइज़ेशन (जो उपयोग किए जाने वाले बिट्स की संख्या को कम करता है) और प्रूनिंग (अनावश्यक हिस्सों को हटाना) जैसी तकनीकें जटिल एल्गोरिदम को सरल बनाने में मदद करती हैं ताकि वे सीमित प्रोसेसिंग शक्ति वाले उपकरणों पर चल सकें। MIT के कुछ अध्ययनों ने दिखाया है कि इसे सही करने से वास्तविक समय में वीडियो विश्लेषण के साथ प्रदर्शन में लगभग 30% की वृद्धि हो सकती है। कंप्यूटर विजन परियोजनाओं पर काम करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए, यह संतुलन बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सीधे प्रभावित करता है कि प्रणालियाँ कितनी तेज़ी से और सटीक रूप से वस्तुओं या पैटर्न को पहचान सकती हैं। स्मार्ट डेवलपर्स जानते हैं कि एल्गोरिदम की मांगों को उपलब्ध हार्डवेयर से मिलाना केवल संसाधन बचाने के बारे में नहीं है—यह व्यवहार में पूरी प्रणाली के प्रदर्शन को बेहतर बनाता है।
इमेज सिग्नल प्रोसेसर्स (Image Signal Processors) या ISPs की भूमिका विभिन्न प्रकाश स्थितियों और वातावरणों में ऑब्जेक्ट डिटेक्शन को बेहतर बनाने के लिए सेटिंग्स को समायोजित करने में महत्वपूर्ण होती है। जब हम इन सेटिंग्स को सही करने की बात करते हैं, तो इसका मतलब है कि डिटेक्शन एल्गोरिदम से सर्वोत्तम संभावित परिणाम प्राप्त करने के लिए हम चित्रों के अंधेरे या रोशनी की मात्रा, उनके रंगों और समग्र तीक्ष्णता जैसी चीजों के साथ छेड़छाड़ कर रहे हैं। कुछ वास्तविक दुनिया के परीक्षणों से पता चलता है कि जब ISPs को उचित रूप से समायोजित किया जाता है, तो ऑब्जेक्ट डिटेक्शन में भी काफी सुधार होता है। एक अध्ययन में पाया गया कि उचित समायोजन के बाद डिटेक्शन दर में 25% से अधिक की वृद्धि हुई। इसलिए कंप्यूटर विज़न सिस्टम के साथ काम करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए, ISP पैरामीटर्स को सही करना वैकल्पिक नहीं है, यह उनके डिटेक्शन मॉडलों से सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए लगभग आवश्यक है।
आधुनिक एडवांस्ड ड्राइवर असिस्टेंस सिस्टम (ADAS) वास्तव में उन जटिल छवि प्रसंस्करण सर्किटों पर निर्भर करते हैं जो लेन से भटकने पर ड्राइवरों को चेतावनी देने या आगे संभावित टक्करों का पता लगाने जैसी चीजों को करते हैं। हमने एक वास्तविक दुनिया की स्थिति की जांच की जहां छवि प्रसंस्करण हार्डवेयर के विशेष प्रकार की स्थापना करने से ADAS की प्रतिक्रिया और सटीकता में काफी अंतर पड़ा, यह सभी प्रकार की सड़क की स्थितियों में स्पष्ट रहा। संख्याएं भी काफी स्पष्ट रूप से कहानी बताती हैं, अनावश्यक रूप से गलत चेतावनियों की संख्या कम हो गई और साथ ही वास्तविक चेतावनियों की संख्या बढ़ गई। ये सुधार यह दर्शाते हैं कि अच्छी गुणवत्ता वाले छवि प्रसंस्करण का कारों को समग्र रूप से सुरक्षित बनाने में कितना महत्वपूर्ण योगदान है। कार तकनीक पर काम करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए, यह समझना महत्वपूर्ण है कि इन सर्किटों को अनुकूलित कैसे किया जाए, यदि हम चाहते हैं कि हमारे वाहन जटिल सड़क स्थितियों में उचित तरीके से प्रतिक्रिया करें।
जब बात कारों की हो रही होती है, तो इलेक्ट्रॉनिक भागों की मजबूती काफी हद तक यह तय करती है कि कैमरे कितना अच्छा काम कर पाएंगे, खासकर जब सड़कों पर स्थितियां मुश्किल हो जाएं। इन भागों को तमाम तरह के पर्यावरणीय तनावों का सामना करना पड़ता है, जैसे कि तापमान में उतार-चढ़ाव या गड्ढों और खराब सड़कों के कारण होने वाला लगातार हिलना। बैकअप कैमरा सिस्टम के अंदर किसी सर्किट बोर्ड जैसी साधारण चीज़ को लीजिए। यदि यह गर्मी की लहरों या सर्दियों की ठंढ का सामना करने में असमर्थ है, तो ऐसे कैमरे जल्दी ही खराब होने लगते हैं। उद्योग की रिपोर्टों में दिखाया गया है कि कार कैमरों की लगभग आधी समस्याएं वास्तव में उन भागों के चुनाव पर निर्भर करती हैं, जो उनके दैनिक सामना करने वाली परिस्थितियों के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं होते। इसीलिए स्मार्ट निर्माता उन घटकों को खोजने पर इतना ध्यान केंद्रित करते हैं, जो वाहन जीवन की कठोर वास्तविकताओं में टिक सकें, जहां कुछ भी स्थिर या भविष्य में भरोसेमंद नहीं रहता।
एम्बेडेड सिस्टम के लिए अच्छी पावर दक्षता प्राप्त करना बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि इससे बैटरियों की लंबी अवधि तक चलने की क्षमता बनी रहती है, जबकि सभी कार्य सुचारु रूप से बिना किसी समझौते के निष्पादित होते रहते हैं। जब पावर के उपयोग को अधिकतम करने की बात आती है, तो घटकों का चयन करते समय कम ऊर्जा खपत वाले, लेकिन अपने कार्यों के लिए पर्याप्त शक्तिशाली घटकों को प्राथमिकता दी जाती है। विभिन्न समूहों द्वारा किए गए अनुसंधान से पता चलता है कि ऐसे दक्ष घटकों को लगाने से सामान्य घटकों की तुलना में लगभग 40 प्रतिशत तक पावर उपयोग में कमी लाई जा सकती है। उदाहरण के लिए, कारों की बात करें तो, इन प्रणालियों द्वारा बहुत अधिक बिजली की खपत नहीं होने देना केवल ईंधन की लागत बचाने के लिए ही नहीं महत्वपूर्ण है; बल्कि यह वाहन के समग्र पर्यावरण-अनुकूल संचालन में भी वास्तविक अंतर लाता है।
एचडीआर सेंसर के साथ अच्छी तरह से काम करने वाले घटकों को प्राप्त करना, जैसे सोनी IMX490, अच्छी तस्वीरें लेने के मामले में सब कुछ बदल सकता है। आपूर्तिकर्ताओं को जो भाग आपूर्ति करने की आवश्यकता होती है, उन्हें इन उन्नत सेंसरों की वास्तविक तकनीकी आवश्यकताओं, विशेष रूप से उनकी वोल्टता आवश्यकताओं के साथ मेल खाना चाहिए। अन्यथा चीजें उचित रूप से काम नहीं करती हैं। हमने व्यवहार में देखा है कि संगत घटकों का चयन करने से छवि की गुणवत्ता में लगभग 20% की वृद्धि हो सकती है, जो वास्तविक अनुप्रयोगों में काफी महत्वपूर्ण है। यह संगतता केवल वांछित ही नहीं है, बल्कि विभिन्न सिस्टम में एचडीआर इमेजिंग को सुचारु रूप से काम करने के लिए यह मूल रूप से आवश्यक है। विशेष रूप से ऑटोमोटिव कैमरों को इससे लाभ होता है क्योंकि स्पष्ट विवरण का मतलब सड़क पर सुरक्षित संचालन होता है। अंत में कहें तो, विश्वसनीय आपूर्तिकर्ताओं से सही इलेक्ट्रॉनिक घटकों को खोजना वैकल्पिक नहीं है, यदि निर्माता अपने उत्पादों से शीर्ष स्तरीय प्रदर्शन की अपेक्षा रखते हैं।
निकट भविष्य में आने वाले कंप्यूटर चिप्स में संभवतः उन्नत किनारी (एज) प्रसंस्करण सुविधाएं शामिल होंगी, जो छवियों को कैप्चर करने के स्थान पर ही वास्तविक समय में डेटा विश्लेषण करने की अनुमति देती हैं। इस विकास का मुख्य कारण क्या है? कंपनियां प्रतीक्षा समय को कम करना चाहती हैं और छवि प्रसंस्करण को तेज करना चाहती हैं, जो सुरक्षा कैमरों और स्वायत्त वाहनों जैसे क्षेत्रों में बहुत महत्वपूर्ण है। जब छवि कैप्चर करने और उसके विश्लेषण के बीच कम देरी होती है, तो सिस्टम बहुत तेजी से प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जिससे वे बेहतर ढंग से काम करें और अधिक विश्वसनीय हों। बाजार अनुसंधान से कुछ दिलचस्प आंकड़े भी सामने आए हैं, एज प्रसंस्करण ISP बाजार में कम से कम अगले आधे दशक तक प्रत्येक वर्ष लगभग 15 प्रतिशत की वृद्धि होने की उम्मीद है। इस तरह की वृद्धि दर से पता चलता है कि विभिन्न उद्योगों में इस नई तकनीक को अपनाने की ओर वास्तविक गति देखी जा रही है।
जब न्यूरल नेटवर्क सर्किट डिज़ाइन के साथ मिलकर काम करते हैं, तो मशीन लर्निंग मॉडल्स को बेहतर ढंग से काम करने और आसानी से स्केल करने में यह काफी बड़ा कदम माना जाता है। सह-डिज़ाइन तकनीकों के साथ, इंजीनियर न्यूरल नेटवर्क्स की आवश्यकताओं के अनुसार विशेष रूप से सर्किट्स का निर्माण करते हैं, जिससे प्रदर्शन में सुधार होता है और साथ ही उनके द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली की मात्रा में भी कमी आती है। यह दोनों तकनीकें एक साथ काम करके सिस्टम्स को जानकारी संसाधित करने में तेजी लाती हैं बिना बैटरी को ज्यादा डिस्चार्ज किए, जो आजकल हर जगह देखी जाने वाली छवि पहचान नौकरियों के लिए काफी महत्वपूर्ण है। उद्योग में अधिकांश लोगों का मानना है कि यह दृष्टिकोण इमेजिंग तकनीक में काफी बदलाव ला सकता है। कुछ अनुमानों के अनुसार, प्रसंस्करण समय में 30 से 50 प्रतिशत तक की कमी आ सकती है, हालांकि वास्तविक परिणाम लागू करने के विवरण और हार्डवेयर विनिर्देशों पर निर्भर करेंगे।
अनुकूलित संकेत प्रसंस्करण उस तरीके को बदल सकता है जिससे हम प्रकाश की स्थितियां बदलने पर छवियों को कैप्चर करते हैं, क्योंकि यह प्रसंस्करण विधियों को फ़ौरन बदल देता है। इस तकनीक को खास बनाने वाली बात यह है कि यह कैमरे के कहीं भी होने पर भी अच्छी छवि गुणवत्ता बनाए रखने में सक्षम है, चाहे वह तेज़ धूप में हो या फिर धीमी रोशनी वाले अंदरूनी हिस्सों में। वास्तविक समय में समायोजन का मतलब है कि तेज़ी से बदलती परिस्थितियों में भी स्पष्ट चित्र, सुरक्षा कैमरों और औद्योगिक निरीक्षण प्रणालियों के लिए सटीक परिणाम प्राप्त करना संभव बनाता है। इन प्रणालियों में शोध यह दर्शाता है कि कठिन प्रकाश स्थितियों में छवि स्पष्टता और वस्तु पहचान में लगभग 40 प्रतिशत की वृद्धि होती है। जिन लोगों को फोटोग्राफी या निगरानी कार्य में अस्थिर प्रकाश समस्याओं का सामना करना पड़ता है, उनके लिए यह तकनीक पारंपरिक दृष्टिकोणों की तुलना में काफी फायदेमंद है।