Schéma obvodu projektu digitálneho spracovania obrazu?

Neexistuje jediný „diagram obvodu“ pre projekt digitálneho spracovania obrazu. Zložitosť závisí výlučne od rozsahu projektu a úrovne zapojeného spracovania. Jednoduchý projekt by mohol používať mikrokontrolér, zatiaľ čo pokročilejší by mohol vyžadovať pole programu Field Programmable Gate (FPGA) alebo dokonca vlastné ASIC.

Môžem však načrtnúť niektoré bežné komponenty a architektúry, ktoré nájdete v rôznych typoch projektov na spracovanie digitálneho obrazu:

1. Jednoduchý projekt (napr. Základné prahovanie obrazu na malom obrázku pomocou mikrokontroléru):

* snímač obrazu: Senzor CMOS alebo CCD na zachytenie obrázka. Toto má často vstavaný analógový až digitálny prevodník (ADC).

* mikrokontrolér (napr. Arduino, ESP32): Spracováva údaje digitálneho obrazu.

* Pamäť (napr. SRAM): Ukladá obrazové údaje.

* displej (napr. LCD): Zobrazuje spracovaný obrázok.

Zjednodušený blokový diagram:

`` `

[Senzor obrázka (s ADC)] -> [mikrokontrolér (so SRAM)] -> [Display]

`` `

2. Zložitejší projekt (napr. Detekcia okrajov v reálnom čase pomocou FPGA):

* snímač obrazu (s ADC): Vyššie rozlíšenie a potenciálne vyššia snímková frekvencia ako jednoduchý projekt.

* FPGA (napr. Xilinx Artix, alterna cyklón): Poskytuje paralelné schopnosti spracovania pre rýchlejšie spracovanie obrazu. FPGA by obsahovala vlastnú logiku pre algoritmy detekcie hrán (napr. Operátor SEBEL).

* Pamäť (napr. DDR SDRAM): Väčšia kapacita pamäte na manipuláciu s vyšším rozlíšením a potenciálne vyrovnávacia čelenka.

* vysokorýchlostné rozhranie (napr. MIPI CSI-2): Pre rýchly prenos údajov medzi senzorom a FPGA.

* displej (napr. Výstup HDMI): Na zobrazenie spracovaného obrázka.

Zjednodušený blokový diagram:

`` `

[Image Sensor (s ADC)]-[MIPI CSI-2]-> [FPGA (s DDR SDRAM)]-> [výstup HDMI]

`` `

3. Veľmi komplexný projekt (napr. Vysoko výkonné rozpoznávanie obrazu):

* snímač obrazu (s ADC): Senzor s vysokým rozlíšením, vysoký snímač snímok.

* GPU (napr. NVIDIA Jetson, Intel Movidius): Poskytuje masívny paralelný spracovateľský výkon pre komplexné algoritmy, ako sú konvolučné neurónové siete (CNNS).

* vysokorýchlostné rozhranie (napr. PCIe): Pripojí GPU so zvyškom systému.

* pamäť (napr. Pamäť GDDR): Pamäť s vysokou šírkou šírky pre GPU.

* CPU (napr. Procesor ARM): Zvládne úlohy riadenia systému a úlohy pred/dodatočným spracovaním.

* SKLADOVAŤ (napr. SSD): Ukladá veľké súbory údajov a vopred trénované modely.

* displej: Ukazuje výsledky.

Zjednodušený blokový diagram:

`` `

[Image Sensor (s ADC)]-[vysokorýchlostné rozhranie]-> [GPU (s pamäťou GDDR)]-[PCIE]-> [CPU]-> [Display/Storage]

`` `

Kľúčové úvahy o navrhovaní obvodu:

* napájanie: Zaistite primeraný zdroj napájania pre všetky komponenty.

* Clocking: Synchronizujte tok údajov medzi komponentmi.

* Dátové zbernice: Vhodná šírka a rýchlosť dátových zberníc.

* štandardy rozhrania: Dodržiavajte príslušné štandardy rozhrania (napr. MIPI, SPI, I2C).

Ak chcete získať konkrétny diagram obvodu, musíte definovať:

* Úloha spracovania obrázkov: Aké algoritmy budú implementované? (napr. Prahovanie, detekcia okrajov, filtrovanie, rozpoznávanie objektov)

* rozlíšenie obrázka a snímková frekvencia: Koľko údajov je potrebné spracovať?

* Požiadavky v reálnom čase: Musí sa spracovanie stať v reálnom čase?

* Hardvérová platforma: Mikrokontrolér, FPGA, GPU alebo niečo iné?

Akonáhle sú uvedené, môžete začať navrhovať konkrétny obvod a vytvárať jeho diagram. Softvérové ​​nástroje ako Alltium Designer, Eagle alebo KICAD môžu pomôcť pri vytváraní diagramov obvodu. V prípade návrhov FPGA budete tiež potrebovať návrh na návrh FPGA (napr. Vivado, Quartus).

• Predchádzajúca strana: Grafika SmartArt sa vkladá na ľavú maržu? 
• Ďalšia strana: Ako sa pripravuje diagram prietoku údajov?