Silikon Görüntü Sensörü, Otonom Araçlar için Görüntü İşlemeyi Hızlandırıyor ve Basitleştiriyor

Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ndaki bir araştırma ekibi, ticari silikon görüntüleme sensör çiplerine entegre edilebilecek ilk sensör işlemcisini geliştirdi.

Bu sensörler, komplementer metal-oksit-yarı iletken (CMOS) görüntü sensörleri olarak bilinir ve görsel bilgi yakalayan geniş bir ticari cihaz yelpazesinde kullanılır.

Yeni cihaz, otonom araçlar ve diğer uygulamalar için işleme hızını artırıyor ve basitleştiriyor.

Otonom Araçlar ve Görsel İşleme

Otonom araçlarda, bir sistemin bir görüntü aldığında ve bu verilerin görüntü işleme için mikroişlemciye teslim edildiğinde geçen zaman, büyük sonuçlar doğurabilir.

Bu, bir engeli tránh etmek veya bir kazaya karışmak arasındaki kritik zaman dilimidir.

Görsel işleme, ham verilerden önemli özellikler çıkaran sensör işlemcisi tarafından hızlandırılabilir, ayrı bir mikroişlemci yerine.

Ancak, sensör işlemesi, ticari sistemlere entegre edilmesi zor olan yeni araştırma materyalleriyle sınırlı kaldı.

Bu, yeni gelişmenin neden bu kadar büyük bir şey olduğu.

Araştırmacılar, çalışmalarını Nature Electronics dergisinde yayınladı.

Sensör İçi Bilgisayar

Donhee Ham, SEAS’ta Elektrik Mühendisliği ve Uygulamalı Fizik Profesörü ve makalenin kıdemli yazarı.

“Çalışmamız, ana akım yarı iletken elektronik endüstrisini, sensör içi bilgisayarları gerçek dünya uygulamalarına hızla getirmek için kullanabilir,” dedi Ham.

Araştırmacılar, ticari olarak उपलबabilir görüntü algılama çiplerinde kullanılan bir silikon fotodiyot dizisi geliştirdiler.

Ancak araştırmacıların fotodiyotları, elektrostatik olarak dopinglenmiştir, bu da bireysel fotodiyotların gelen ışığa duyarlılıklarının gerilimler tarafından ayarlanabileceği anlamına gelir.

Birden çok voltaj ayarlanabilir fotodiyotun birleştirilmesi, görüntü işleme boru hatları için önemli olan çarpma ve toplama işlemlerinin analog bir versiyonunu gerçekleştirebilir.

Bu, ilgili görsel bilgilerin görüntünün yakalandığı anda çıkarılmasına yardımcı olur.

Houk Jang, SEAS’ta doktora sonrası araştırma görevlisi ve makalenin ilk yazarı.

“Bu dinamik fotodiyotlar, görüntüleri yakaladıkları anda aynı anda filtreleyebilir, bu da ilk görme işleme aşamasının mikroişlemciden sensöre taşınmasını sağlar,” dedi Jang.

Farklı uygulamalar için gereksiz ayrıntıları veya gürültüyü kaldırmak için silikon fotodiyot dizisi, farklı görüntü filtrelerine programlanır.

Kendiliğinden sürüşlü bir araçtaki bir görüntüleme sistemi içinde kullanıldığında, şerit işareti izlemek için bir yüksek geçiş filtresi gerektirir.

Henry Hinton, SEAS’ta bir lisansüstü öğrencisi ve makalenin ortak ilk yazarı.

“İleride, bu silikon tabanlı sensör içi işlemcinin, yalnızca makine görme uygulamalarında değil, aynı zamanda biyo-ilhamlı uygulamalarda da kullanılacağını öngörüyoruz, burada erken bilgi işleme, sensör ve hesaplama birimlerinin beyinde olduğu gibi birleştirilmesini sağlar,” dedi Hinton.

Araştırmacılar şimdi fotodiyotların yoğunluğunu artırmaya ve onları silikon entegre devrelerle entegre etmeye çalışacaklar.

“Ticari silikon görüntü sensörlerindeki standart programlanamayan pikselleri burada geliştirilen programlanabilir olanlarla değiştirerek, görüntüleme cihazları gereksiz verileri akıllıca kesebilir.

Bu, enerji ve bant genişliği açısından daha verimli hale getirilebilir ve bir sonraki nesil duyusal uygulamaların taleplerini karşılayabilir,” dedi Jang.