领先的智能感知技术和方案应对工业人工智能应用挑战 第二篇

安森美半导体 2020-07-22 00:00

点击蓝字关注我们






请私信我们添加白名单
如果您喜欢本篇文章,欢迎转载!


本篇文章节选自安森美半导体原创文章《安森美半导体领先的智能感知技术和方案应对工业人工智能应用挑战》。本篇文章是此次系列文章的第二篇,完整文章共两篇~



如果您还未阅读本系列第一篇文章,点击下方链接即可阅读~

   领先的智能感知技术和方案应对工业人工智能应用挑战 第一篇


市场对高分辨率的需求不断增长



越来越多的应用对分辨率有了很高的需求,例如手机/电视/电脑显示器的LCD、OLED屏幕检测。在这检测应用中,使用相机检测显示器的输出,以查找显示亮度的均匀性、颜色准确性、线条缺陷、颗粒缺陷等。这就要求检测相机提供非常高的图像质量和高度均匀性,以确保相机中的质量问题不会被误解为显示器中的产品缺陷。

显示屏实际上都由红绿蓝等多个LED子像素组成,检测系统需要能够解析所有这些子像素,以便正确成像和显示并确认设备的质量,为提高检测的精度和可靠性,行业中通常会使用图像传感器靶面的3x3,或者4x4, 甚至5x5个像元来识别显示屏设备的一个LED子像素,这就需要用到更多的传感器像元个数,并且随着显示器分辨率的不断提高-从传统高清到4k到8k甚至更高,检测相机所需的分辨率也在不断提高,才不会牺牲应用所需的高图像质量和均匀性,为AI算法的精度提供更可靠的数据支持。

又如另一个常见的工业成像应用是印刷电路板检测,以确认电路板组件上的集成元器件、电容器、电阻器等已正确安装并焊接到位。电路板的检测速度是受图像分辨率和帧率的组合影响,图像中能够捕获的电路板尺寸面积越大,一次可以检测的电路板就越多,图像能捕获的越快,检测的效率就越高。


虽然当前市场上提供的图像传感器可以每秒输出约500或1400个像素的数据,但是安森美半导体的XGS 45000可以以接近1900个像素/秒的速度捕获更多的图像数据用于算法判断,比竞争对手快3倍以上,图像数据宽度可以达8000个像素。高分辨率和高带宽的结合使这种检测应用的AI算法可以更快,更有效地执行,从而提高了制造过程的生产率。


图2:XGS 45000的演示效果


再如用于监控或广播的影像应用,图像需求结合了上述性能,该应用对图像质量的要求非常高,市场对分辨率的需求也不断增长,从高清到4K到现在的8k,高分辨率提供了更强大的图像结构和细节可以看到宽视野的能力,还提供了用于AI分类的裁剪开窗的选项,来放大感兴趣的内容。

安森美半导体的XGS 45000图像传感器实际上具有比8k视频所需的分辨率更高,不仅可以使用少量裁切来提供8k视频,还由于XGS 45000具有很高的带宽,它可以60帧每秒的速度提供8k视频以及完整的12位输出,满足了该应用所需的高分辨率、高带宽和高图像质量。


值得一提的是,安森美半导体也提供完整的参考设计X-Cube,基于X-class图像传感器系列, 在1.1英寸光学格式提供1600万像素分辨率,提供用于机器视觉和ITS的 29 mm x 29 mm工业相机占位所需的成像细节和性能,且一个摄像机可支持多种分辨率,帮助设计人员加快开发。


图3:高分辨率X-Cube 系统用于29 mm x 29 mm 相机设计


从仅捕获RGB信息和X,Y二维信息到添加深度信息或多光谱区域信息



除了图像传感器的性能提升,另外更为丰富的成像信息的集成也可以增强人工智能的性能,逐渐成为工业客户做出明智决策的关键。

通过对多种模式和AI处理的投资,也使得安森美半导体具备独特的优势,从仅提供三种红绿蓝(RGB)组成的成像系统发展到添加详细的光谱特征,这样可以在检测中看到RGB无法识别的地方。使用12比特位的图像数据,可以提高识别图像的精度,从仅提供x、y二维定位信息到使用结合了深度像元技术或毫米波雷达、激光雷达技术和图像融合后带来深度信息,可更深入地了解检测对象的全部体积大小高度等的信息,也就是深度学习。

所以现在图像传感器的开发正在从仅捕获RGB信息转移到新的形式,增强的数据集提供的信息将不仅仅是颜色和二维位置。图像传感器的厂家都在开发新技术以获取更可靠的深度信息或者多光谱区域信息。

比如开发通过融合内部不同数据流的Super Depth像元技术,开发通过有规律的结构,调制入射光振幅或相位的衍射光栅技术,开发基于单光子雪崩二极管(SPAD)和硅光电倍增管(SiPM)的传感器等方式来实现为图像提供更多的深度信息。

或者开发基于等离子体波导滤波片,或以法布里-珀罗(F-P)结构原理为基础的多通道分光滤光片制造技术实现在更多的光谱区域成像的超多光谱技术。


神经网络处理



随着人工智能的发展,分类系统设计需要功能强大的图像处理单元(GPU)或张量处理单元(TPU)神经网络处理器,因为训练和推理都需要大量计算,人工智能界正在面临前所未有的算力挑战,网络拓扑需要数亿个乘法和加法逻辑计算(MAC),需要数百万个卷积神经网络参数,就比如能实现分类/目标检测/语义分割等多目标任务的MobileNetV2结构就具有3亿个MAC计算和420万个参数,但这相对于ResNet微结构,已经是减少了9倍的计算量。

训练过程由于涉及海量的大数据和复杂的深度神经网络结构,需要的计算规模非常庞大,通常需要GPU或云去完成,推断部署环节的计算量相比训练环节会少一些,但仍然涉及大量的矩阵运算,通常在边缘的高功率GPU / TPU上执行以实现低延迟。面对深度学习的训练和推断的算力需求,市场上大部分使用的是NVIDIA的GPU或google的TPU来实现。


AI的发展



要真正实现快速决策,AI也需要发展。如今,用于成像的AI决策已从云过渡到边缘再迁移到与成像系统本身。

比如把AI的训练环节保留在GPU或云端,利用堆栈工艺可以将决策或甚至与之相关的一些预处理集成到图像传感器上,比如在传感器上集成用于图像识别的底层或者轻算力的卷积神经网络层,集成具有内存的数字矩阵乘法计算单元体系结构。这些AI功能集成在图像传感器中都将会实现,也已经有公司发布了内置人工智能引擎的图像传感器芯片。


如安森美半导体的融合了AI的水果新鲜度分类系统的演示,整个ECOsystem是基于安森美半导体的AR1335的相机和NVIDIA Xavier edge GPU, 使用了TensorRT版本的MobileNetV2结构来处理分类新鲜和腐烂的苹果、橘子、香蕉等6类多达上万个CNN训练参数,可以识别三种水果及其新鲜度,这个系统的准确率达到97%以上。


图4:AI用于机器视觉,识别水果新鲜度


总结



图像传感器的开发正在从仅提供RGB和二维坐标信息转移到新的更丰富的形式。图像传感器可提供更多类型的数据,无论是深度数据还是增加的光谱信息,以及AI合并这些数据集并实现高级决策,从而使系统能够通过新的测量和决策机会提供更快、更准确的结果。安森美半导体是工业机器视觉的领袖之一,以全方位的智能感知产品阵容和领先的技术,应对工业AI应用挑战并推进智能制造的创新。



点击阅读原文,阅读更多
安森美半导体 安森美(onsemi, 纳斯达克股票代码:ON)专注于汽车和工业终端市场,包括汽车功能电子化和安全、可持续能源网、工业自动化以及5G和云基础设施等。以高度差异化的创新产品组合,创造智能电源和感知技术,解决最复杂的挑战,帮助建设更美好的未来。
评论
  •         温度传感器的精度受哪些因素影响,要先看所用的温度传感器输出哪种信号,不同信号输出的温度传感器影响精度的因素也不同。        现在常用的温度传感器输出信号有以下几种:电阻信号、电流信号、电压信号、数字信号等。以输出电阻信号的温度传感器为例,还细分为正温度系数温度传感器和负温度系数温度传感器,常用的铂电阻PT100/1000温度传感器就是正温度系数,就是说随着温度的升高,输出的电阻值会增大。对于输出
    锦正茂科技 2024-12-03 11:50 66浏览
  • 学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&
    youyeye 2024-11-30 14:30 70浏览
  • 戴上XR眼镜去“追龙”是种什么体验?2024年11月30日,由上海自然博物馆(上海科技馆分馆)与三湘印象联合出品、三湘印象旗下观印象艺术发展有限公司(下简称“观印象”)承制的《又见恐龙》XR嘉年华在上海自然博物馆重磅开幕。该体验项目将于12月1日正式对公众开放,持续至2025年3月30日。双向奔赴,恐龙IP撞上元宇宙不久前,上海市经济和信息化委员会等部门联合印发了《上海市超高清视听产业发展行动方案》,特别提到“支持博物馆、主题乐园等场所推动超高清视听技术应用,丰富线下文旅消费体验”。作为上海自然
    电子与消费 2024-11-30 22:03 86浏览
  • 光伏逆变器是一种高效的能量转换设备,它能够将光伏太阳能板(PV)产生的不稳定的直流电压转换成与市电频率同步的交流电。这种转换后的电能不仅可以回馈至商用输电网络,还能供独立电网系统使用。光伏逆变器在商业光伏储能电站和家庭独立储能系统等应用领域中得到了广泛的应用。光耦合器,以其高速信号传输、出色的共模抑制比以及单向信号传输和光电隔离的特性,在光伏逆变器中扮演着至关重要的角色。它确保了系统的安全隔离、干扰的有效隔离以及通信信号的精准传输。光耦合器的使用不仅提高了系统的稳定性和安全性,而且由于其低功耗的
    晶台光耦 2024-12-02 10:40 102浏览
  • 11-29学习笔记11-29学习笔记习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-02 23:58 51浏览
  • 最近几年,新能源汽车愈发受到消费者的青睐,其销量也是一路走高。据中汽协公布的数据显示,2024年10月,新能源汽车产销分别完成146.3万辆和143万辆,同比分别增长48%和49.6%。而结合各家新能源车企所公布的销量数据来看,比亚迪再度夺得了销冠宝座,其10月新能源汽车销量达到了502657辆,同比增长66.53%。众所周知,比亚迪是新能源汽车领域的重要参与者,其一举一动向来为外界所关注。日前,比亚迪汽车旗下品牌方程豹汽车推出了新车方程豹豹8,该款车型一上市就迅速吸引了消费者的目光,成为SUV
    刘旷 2024-12-02 09:32 98浏览
  • 国产光耦合器正以其创新性和多样性引领行业发展。凭借强大的研发能力,国内制造商推出了适应汽车、电信等领域独特需求的专业化光耦合器,为各行业的技术进步提供了重要支持。本文将重点探讨国产光耦合器的技术创新与产品多样性,以及它们在推动产业升级中的重要作用。国产光耦合器创新的作用满足现代需求的创新模式新设计正在满足不断变化的市场需求。例如,高速光耦合器满足了电信和数据处理系统中快速信号传输的需求。同时,栅极驱动光耦合器支持电动汽车(EV)和工业电机驱动器等大功率应用中的精确高效控制。先进材料和设计将碳化硅
    克里雅半导体科技 2024-11-29 16:18 168浏览
  • 当前,智能汽车产业迎来重大变局,随着人工智能、5G、大数据等新一代信息技术的迅猛发展,智能网联汽车正呈现强劲发展势头。11月26日,在2024紫光展锐全球合作伙伴大会汽车电子生态论坛上,紫光展锐与上汽海外出行联合发布搭载紫光展锐A7870的上汽海外MG量产车型,并发布A7710系列UWB数字钥匙解决方案平台,可应用于数字钥匙、活体检测、脚踢雷达、自动泊车等多种智能汽车场景。 联合发布量产车型,推动汽车智能化出海紫光展锐与上汽海外出行达成战略合作,联合发布搭载紫光展锐A7870的量产车型
    紫光展锐 2024-12-03 11:38 65浏览
  • 艾迈斯欧司朗全新“样片申请”小程序,逾160种LED、传感器、多芯片组合等产品样片一触即达。轻松3步完成申请,境内免费包邮到家!本期热荐性能显著提升的OSLON® Optimal,GF CSSRML.24ams OSRAM 基于最新芯片技术推出全新LED产品OSLON® Optimal系列,实现了显著的性能升级。该系列提供五种不同颜色的光源选项,包括Hyper Red(660 nm,PDN)、Red(640 nm)、Deep Blue(450 nm,PDN)、Far Red(730 nm)及Ho
    艾迈斯欧司朗 2024-11-29 16:55 167浏览
  • 作为优秀工程师的你,已身经百战、阅板无数!请先醒醒,新的项目来了,这是一个既要、又要、还要的产品需求,ARM核心板中一个处理器怎么能实现这么丰富的外围接口?踌躇之际,你偶阅此文。于是,“潘多拉”的魔盒打开了!没错,USB资源就是你打开新世界得钥匙,它能做哪些扩展呢?1.1  USB扩网口通用ARM处理器大多带两路网口,如果项目中有多路网路接口的需求,一般会选择在主板外部加交换机/路由器。当然,出于成本考虑,也可以将Switch芯片集成到ARM核心板或底板上,如KSZ9897、
    万象奥科 2024-12-03 10:24 37浏览
  • 遇到部分串口工具不支持1500000波特率,这时候就需要进行修改,本文以触觉智能RK3562开发板修改系统波特率为115200为例,介绍瑞芯微方案主板Linux修改系统串口波特率教程。温馨提示:瑞芯微方案主板/开发板串口波特率只支持115200或1500000。修改Loader打印波特率查看对应芯片的MINIALL.ini确定要修改的bin文件#查看对应芯片的MINIALL.ini cat rkbin/RKBOOT/RK3562MINIALL.ini修改uart baudrate参数修改以下目
    Industio_触觉智能 2024-12-03 11:28 41浏览
  • 概述 说明(三)探讨的是比较器一般带有滞回(Hysteresis)功能,为了解决输入信号转换速率不够的问题。前文还提到,即便使能滞回(Hysteresis)功能,还是无法解决SiPM读出测试系统需要解决的问题。本文在说明(三)的基础上,继续探讨为SiPM读出测试系统寻求合适的模拟脉冲检出方案。前四代SiPM使用的高速比较器指标缺陷 由于前端模拟信号属于典型的指数脉冲,所以下降沿转换速率(Slew Rate)过慢,导致比较器检出出现不必要的问题。尽管比较器可以使能滞回(Hysteresis)模块功
    coyoo 2024-12-03 12:20 70浏览
  • 《高速PCB设计经验规则应用实践》+PCB绘制学习与验证读书首先看目录,我感兴趣的是这一节;作者在书中列举了一条经典规则,然后进行详细分析,通过公式推导图表列举说明了传统的这一规则是受到电容加工特点影响的,在使用了MLCC陶瓷电容后这一条规则已经不再实用了。图书还列举了高速PCB设计需要的专业工具和仿真软件,当然由于篇幅所限,只是介绍了一点点设计步骤;我最感兴趣的部分还是元件布局的经验规则,在这里列举如下:在这里,演示一下,我根据书本知识进行电机驱动的布局:这也算知行合一吧。对于布局书中有一句:
    wuyu2009 2024-11-30 20:30 106浏览
  • RDDI-DAP错误通常与调试接口相关,特别是在使用CMSIS-DAP协议进行嵌入式系统开发时。以下是一些可能的原因和解决方法: 1. 硬件连接问题:     检查调试器(如ST-Link)与目标板之间的连接是否牢固。     确保所有必要的引脚都已正确连接,没有松动或短路。 2. 电源问题:     确保目标板和调试器都有足够的电源供应。     检查电源电压是否符合目标板的规格要求。 3. 固件问题: &n
    丙丁先生 2024-12-01 17:37 83浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦