Asic պատկերի վերամշակման չիպսեր: Թաքնված ուժը ժամանակակից տեսողական հետախուզության հետեւում
ներածություն
Այսօրվա թվային դարաշրջանում, աշխարհը գնալով ավելի տեսողական է դառնում. Անօդաչու թռչող սարքերից, որոնք ֆիքսում են շնչառական օդային կադրեր մինչև ինքնավար մեքենաներ, որոնք նավարկում են բարդ երթևեկության սցենարներ, պատկերների մշակումը դարձել է անթիվ տեխնոլոգիաների հիմքը. Այս հավելվածների հիմքում ընկած է մասնագիտացված սարքավորումների կատեգորիա: ASIC պատկերի մշակման չիպեր.
ASIC, կարճ համար Ծրագրին հատուկ ինտեգրված միացում, վերաբերում է չիպսերին, որոնք նախատեսված են նեղի համար, բարձր մասնագիտացված նպատակ. Ի տարբերություն ընդհանուր նշանակության պրոցեսորների կամ նույնիսկ ճկուն GPU-ների, ASIC-ները ստեղծվել են ի սկզբանե՝ արտասովոր արդյունավետությամբ հատուկ գործառույթներ իրականացնելու համար. Երբ կիրառվում է պատկերի մշակման համար, ASIC-ները փոխակերպում են, թե ինչպես են տեսախցիկների չմշակված պիքսելները վերածվում իմաստալից, բարձրորակ պատկերներ, սեղմված փոխանցման համար, կամ վերլուծվել պատկերացումների համար.
Այս հոդվածում ուսումնասիրվում են ASIC պատկերի մշակման չիպերի աշխարհը. Ինչ են նրանք, Ինչու են դրանք կարեւոր, Նրանց եզակի առավելությունները, Ծրագրեր արդյունաբերություններում, ինչպիսիք են անօդաչուները եւ ինքնավար տրանսպորտային միջոցները, Համեմատություններ GPUS- ի եւ FPGAS- ի հետ, Եվ հետագա միտումները, որոնք ձեւավորում են այս տեխնոլոգիան.
1. Ինչ է պատկերի վերամշակման asic chip?
Մի շարք ASIC պատկերի մշակման չիպ կիսահաղորդչային սարք է, որն օգտագործվում է պատկերի կամ վիդեո մշակման առաջադրանքները արդյունավետ կարգաբերելու համար. Մինչ CPU- ները եւ GPU- ները ապավինում են ընդհանուր օգտագործման ճարտարապետներին, Asics ներկառուցված Նվիրված սխեմաներ օպտիմիզացված են այնպիսի գործառույթների համար, ինչպիսիք են:
- Տեսանյութի սեղմում եւ ապամոնտաժում (H.264, H.265 / HEVC, AV1)
- Պատկերի բարելավում (դենինգ, HDR, Գույնի շտկում)
- Երկրաչափական վերափոխումներ (աղավաղման ուղղում, կայունացում)
- Համակարգչային տեսողություն (Խաղարկային արդյունահանում, օբյեկտի հայտնաբերում)
- Անլար փոխանցման իրական ժամանակի ազդանշանային կոդավորում
Քանի որ ապարատը հատուկ նախագծված է այս ալգորիթմների համար, Asic չիպսերը հասնում են մակարդակի Կատարում-վաթ, ուշացում, եւ ինտեգրում որոնք անհամեմատելի են այլ լուծումներով.
2. Ինչու ASICS պատկերի մշակման համար?
Asic- ի վրա հիմնված պատկերի մշակման պահանջարկը բխում է մի քանի կարեւորագույն կարիքներից:
Բովանդակություն
2.1 Էլեկտրաէներգիայի ցածր սպառում
Բջջային եւ ներկառուցված համակարգերում, ինչպիսիք են անօդաչուները, կրում է, կամ վերահսկողության տեսախցիկներ, Իշխանությունը սակավ ռեսուրս է. ASICS- ը սպառում է ավելի քիչ էներգիա, քան GPUS- ը կամ FPGA- ները նույն ծանրաբեռնվածության համար, հաճախ հասնելով մեծության կարգի ավելի լավ էներգաարդյունավետության.
2.2 Իրական ժամանակի կատարում
Ուղիղ տեսանյութը անօդաչու թռչող սարքից կամ առաջադեմ վարորդների օգնության համակարգեր գործարկելիս, milliseconds նյութ. Asic չիպսեր առաքում Ստորեւ բերված ցածր լատենտության վերամշակում, Այս վիդեո շրջանակների ապահովումը իրական ժամանակում մշակվում է առանց խցիկների.
2.3 Արժեքի արդյունավետությունը մասշտաբով
Չնայած ասոցերը նախագծումն ու արտադրությունը թանկ է, Մի անգամ զանգվածային արտադրված, Նրանց մեկ միավորի արժեքը զգալիորեն նվազում է. Սպառողական էլեկտրոնիկայի եւ ավտոմոբիլային ծրագրերի համար, որտեղ առաքվում են միլիոնավոր միավորներ, ASICS- ը դառնում է առավել ծախսարդյունավետ ընտրություն.
2.4 Կոմպակտ ինտեգրում
ASICS- ը հաճախ ինտեգրում է բազմաթիվ մոդուլներ, ինչպիսիք են ISP- ն (Պատկերի ազդանշանային պրոցեսոր), Վիդեո կոդեկ, եւ AI արագացում `մեկ չիպի մեջ, Համակարգի ընդհանուր չափի եւ բարդության նվազեցում.
3. ASIC պատկերի մշակման չիպերի դիմումներ
3.1 Դռանոններ եւ ԱԹՍ
Դռնաքարերը մեծապես ապավինում են իրական ժամանակի տեսահոլովակի եւ ինքնավար նավիգացիայի վրա. Asic- ի վրա հիմնված պատկերի մշակման համակարգը կարող է:
- Կոդավորել HD կամ 4K տեսանյութը, օգտագործելով H.265 սեղմումը Latency այնքան ցածր, որքան 30ms.
- Կատարել էլեկտրոնային պատկերի կայունացում (EIS) Շաքի կադրերը հարթելու համար.
- Գործարկել տեսողական տվյալներ Սլամ (Միաժամանակյա տեղայնացում եւ քարտեզագրում) Ինքնավար նավիգացիայում.
- Նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի վիճակահանությունը `թռիչքի ժամանակը երկարացնելու համար.
Ambarella's CV շարքը, Լայնորեն օգտագործվում է DJI անօդաչու սարքում, ASIC պատկերի պրոցեսորների հիմնական օրինակ է, որը հնարավորություն է տալիս առաջադեմ UAV ծրագրեր.
3.2 Վերահսկողության եւ անվտանգության տեսախցիկներ
Անվտանգության տեսախցիկները պահանջում են 24/7 վիդեո կոդավորում, հաճախ AI- ի վրա հիմնված վերլուծությամբ. Asic չիպսեր ուժ:
- Multi-ալիքի տեսանյութեր, որոնք ծածկագրում են ցածր բիտրատներով.
- AI- ին բարձրացված ճանաչման առաջադրանքներ, ինչպիսիք են դեմքի ճանաչումը, Մասերի համարանիշի հայտնաբերում, եւ անոմալիայի հայտնաբերում.
- Բարձր դինամիկ տիրույթ (HDR) Օրվա / գիշերային մոնիտորինգի վերամշակում.
Հերլիկոնի եւ Նովատեկի նման ընկերությունները վաղուց գերակշռում են այս հատվածը `ասիսկի վրա հիմնված լուծումներով.
3.3 Ավտոմոբիլային ծրագրեր
Ինքնավար եւ կիսաարդյունավետ տրանսպորտային միջոցներ պահանջում են ուլտրա հուսալի տեսողության համակարգեր. ASIC պատկերի պրոցեսորների բռնակ:
- Lane հայտնաբերում եւ օբյեկտի հետեւում.
- Իրական ժամանակի տեսանյութեր կարում 360 ° շրջապատող դիտման համակարգերի համար.
- Վարորդի մոնիտորինգի համակարգեր (DMS) Անվտանգության համար.
- Low ածր լույսի եւ HDR պատկերապատում գիշերային վարման համար.
Ambellalla, sony, Եվ SocionExt- ը ապահովում է ASIC պատկերի պրոցեսորներ, որոնք օպտիմիզացված են ավտոմոբիլային կարգի հուսալիության համար.
3.4 Սպառողական էլեկտրոնիկա
Սմարթֆոններից մինչեւ գործողությունների տեսախցիկներ, ASICS- ը հնարավորություն է տալիս կոմպակտ սարքեր `բարձրորակ տեսանյութեր սահմանափակ ջերմային ծրարներով ապահովելու համար. Apple- ի A-Series Socs, օրինակ, Ինտեգրվել ASIC- ի վրա հիմնված պատկերի ազդանշանային պրոցեսորներ, որոնք էներգիայի առանձնահատկություններ են, ինչպիսիք են Smart HDR- ը եւ իրական ժամանակում.
3.5 Արդյունաբերական եւ ռազմական համակարգեր
Պաշտպանության եւ արդյունաբերական ռոբոտաշինության մեջ, ASICS- ը ապահովում է կոպիտ, Պատկերների հուսալի փոխանցում `դժվար պայմաններում. Ապարատային մակարդակում կոդավորմամբ եւ սխալի ուղղմամբ, Նրանք երաշխավորում են ապահով, Միջամտության դիմացկուն հաղորդակցություն.
4. ASIC VS. CPU VS. GPU VS. FPGA
Հասկանալ, թե ինչու են ASICS- ը անփոխարինելի, Օգտակար է դրանք համեմատել այլ վերամշակման հարթակների հետ:
| առանձնահատկություն | CPU | GPU | FPGA | ASIC |
|---|---|---|---|---|
| Ճկունություն | Շատ բարձր | Բարձր | Միջին | Շատ ցածր |
| Performance | Միջին | Բարձր | Բարձր | Շատ բարձր |
| latency | Բարձր | Միջին | Ցածր | Շատ ցածր |
| Էլեկտրաէներգիայի արդյունավետություն | Ցածր | Ցածր | Միջին | Շատ բարձր |
| Զարգացման արժեքը | Ցածր | Միջին | Բարձր | Շատ բարձր |
| Լավագույն օգտագործման դեպք | Ընդհանուր հաշվարկներ | Զուգահեռ վերամշակում, AI | Նախատիպ, Նիշերի ապարատ | Զանգվածային շուկա, Ֆիքսված գործառույթի առաջադրանքներ |
ASICS- ը շահում է էներգիայի արդյունավետության մեջ, ուշացում, եւ ինտեգրում, բայց զոհաբերել ճկունությունը. Այս առեւտուրը նրանց իդեալական է դարձնում, երբ ալգորիթմները լավ սահմանված են եւ դժվար թե արագ փոխվեն, ինչպես, օրինակ, Վիդեո կոդեկներ կամ ստանդարտ ISP գործառույթներ.
5. Օրինակ, ASIC պատկերի մշակման չիպսեր
5.1 HiSilicon (Հուավե)
- Լայնորեն օգտագործվում է հսկողության տեսախցիկների մեջ.
- Ինտեգրված տեսանյութերի կոդավորում, ISP, եւ AI արագացուցիչներ.
- Օպտիմիզացված է ցածր բիթերի եւ խելացի վերլուծության համար.
5.2 Ambarella CV շարքը
- Powers dji անօդաչու սարքեր եւ ավտոմոբիլային համակարգեր.
- Ներառում է պատկերի ազդանշանի վերամշակում, H.265 / AV1 կոդավորում, եւ Cvflow ™ AI շարժիչ.
- Չափազանց ցածր լատենտ եւ էլեկտրաէներգիայի սպառում.
5.3 Sony պատկերի ազդանշանային պրոցեսորներ (ISPS)
- Ինտեգրված Sony Camera Sysors- ում.
- Մասնագիտացված է գույնի ճշգրտության մեջ, HDR վերամշակում, եւ ցածր լուսավոր պատկերացում.
- Նախընտրելի է պրոֆեսիոնալ պատկերապատման եւ ավտոմոբիլային կարգի լուծումներում.
5.4 Նովատեկ եւ MSTAR
- Սպառողական կարգի ISP- ները Dashcams- ի համար, Գործողությունների տեսախցիկներ, եւ հեռուստացույցներ.
- Առաջարկեք ցածր գնով, բայց արդյունավետ տեսանյութերի խողովակաշարեր.
5.5 SOCIONEXT MILBEAUT
- Սկզբնապես մշակվել է Fujitsu- ի կողմից.
- Օգտագործվում է DSLR տեսախցիկներում հում վերամշակման եւ բարձրորակ JPEG ելքի համար.
6. Պատկերների վերամշակման մարտահրավերներ
Մինչ Ասիքսը գերազանցում է կատարման եւ արդյունավետության մեջ, դրանց օգտագործումը գալիս է սահմանափակումներով:
- Բարձր զարգացման արժեքը
- Չալիկ (չկրկնվող ճարտարագիտություն) Դիզայնի եւ ժապավենի համար ծախսերը կարող են հասնել միլիոնավոր դոլարների.
- Երկար զարգացման ցիկլ
- ASIC նախագծերը կարող են տեւել 12-24 ամիս դիզայնից մինչեւ արտադրություն, նրանց ռիսկային դարձնելով արագ շարժվող արդյունաբերություններում.
- Ճկունության պակաս
- Մի անգամ դուրս հանել, ASICS- ը հնարավոր չէ վերամշակել. Եթե ստանդարտները փոխվում են (Է.Գ., Տեսանյութի կոդեկներ), Չիպը դառնում է հնացած.
- Շուկայի համակենտրոնացում
- ASIC- ի արտադրությունը գերակշռում է մի բուռ ընկերություններ (Tsmc, samsung, Սմիկ), Մատակարարի ցանցի ռիսկեր ստեղծելը.
7. Ասիք պատկերի մշակման չիպերի ապագան
7.1 AI- հաշվարկային ասոցեր
Ապագա ասիկները ավելի ու ավելի են ինտեգրելու AI արագացուցիչները օբյեկտի հայտնաբերման նման առաջադրանքների համար, սեգմենտացիա, եւ տեսարան հասկացողություն. Փոխարենը պարզապես նախապես մշակելու պիքսելների փոխարեն, չիպսերը կվարվեն Վերջնական ընկալման խողովակաշարեր.
7.2 Ներքին սենսորի վերամշակում
Զարգացող հետազոտություններ, ինչպես, օրինակ, Ներքին ցուցիչ հաշվարկ, Ինտեգրվում է Asic Logic- ը անմիջապես պատկերի տվիչների մեջ. Սա նվազեցնում է տվյալների փոխանցման գերլարումը եւ հնարավորություն է տալիս ուլտրա-ցածր էներգիայի տեսողության ծրագրեր.
7.3 Edge Computing եւ iot
Iot սարքերով, որոնք տարածվում են, ASICS- ը կտակի միլիարդավոր ցածր գնով, Low ածր էներգիայի տեսողության հանգույցներ, Միացնելով խելացի քաղաքները, արդյունաբերական մոնիտորինգ, եւ տան ավտոմատացում.
7.4 Անվտանգություն եւ հուսալիություն
Ապագա ասիկները կվերածեն ավելի ուժեղ կոդավորումը, Մեղքի հանդուրժողականություն, եւ ճառագայթային ամրացված նմուշներ պաշտպանության ոլորտում օգտագործման համար, օդատիենտ, եւ ավտոմոբիլային միջավայրեր.
Եզրակացություն
ASIC պատկերի մշակման չիպերը ժամանակակից տեսողական հետախուզության լուռ մատչելի են. Համատեղելով Մասնագիտացված արդյունավետություն, ցածր էներգիայի սպառում, եւ իրական ժամանակի կատարում, Նրանք հոսում են տեսախցիկները, դրոններ, մեքենաներ, եւ iot սարքեր, որոնք ձեւավորում են մեր թվային կյանքը.
Մինչ նրանց անսխալությունը եւ զարգացման բարձր ծախսերը կազմում են մարտահրավերներ, Տեսողական կիրառական ծրագրերի `սպառողական սմարթֆոններից մինչեւ արդյունաբերական հսկողություն. Ապահովում է ASICS- ը` պատկերի վերամշակման ապագայի համար.
Ինչպես AI- ն դառնում է պատկերացումից անբաժան, Վաղվա ասիկները կքվեարկվեն պարզ պատկերի ազդանշանային պրոցեսորներից այն կողմ Տեսողության հետախուզական չիպսեր, Կտրում է հում պիքսելների եւ գործողությունների միջեւ եղած բացը.
Վերջում, Պատկերների վերամշակման չիպերի պատմությունը օպտիմիզացման պատմություն է: Կատարյալ ապարատը կառուցելը `լույսը հասկանալու համար, եւ դա ավելի արագ անելը, ավելի էժան, եւ ավելի խելացի, քան երբեւէ.
Հարց տվեք
Ձեր հաղորդագրությունն ուղարկված է