스마트 카메라

Smart camera
스마트 디지털 카메라, 다이내믹 비전 센서 또는 트래픽 집행 카메라와 혼동하지 마십시오.
텍사스 인스트루먼트사의 C64 @1GHz를 특징으로 하는 현대적인 장치에 비해 8MHz Z80의 초기 스마트 카메라(ca. 1985, 빨간색)

스마트 카메라(센서) 또는 인텔리전트 카메라(센서) 또는 (스마트) 비전 센서 또는 지능형 광학 센서, 지능형 광학 센서 또는 스마트 비주얼 센서 또는 지능형 비주얼 센서는 이미지 캡처 회로 외에도 응용 프로그램별 정보를 추출할 수 있는 머신 비전 시스템이다.이벤트 설명을 생성하거나 인텔리전트하고 자동화된 시스템에서 사용되는 결정을 내리는 것과 함께 캡처된 이미지.[1][2] 스마트 카메라는 산업용 비디오 카메라의 하우징에 이미지 센서가 내장되어 있는 독립형 비전 시스템이다. 비전 시스템과 이미지 센서는 지능형 이미지 센서 또는 스마트 이미지 센서로 알려진 하나의 하드웨어에 통합될 수 있다.[3][4] 여기에는 예를 들어 필요한 모든 통신 인터페이스가 포함되어 있다. 이더넷은 물론 PLC, 액추에이터, 릴레이 또는 공압 밸브에 연결하기 위한 산업용 24V I/O 라인이며, 정적 또는 이동성일 수 있다.[5] 반드시 산업용이나 감시 카메라보다 큰 것은 아니다. 기계 비전의 능력은 일반적으로 이러한 능력이 개별 애플리케이션에서 사용할 수 있는 개발 정도를 의미한다. 이 아키텍처는 PC 기반 비전 시스템에 비해 더 컴팩트한 볼륨의 이점을 가지고 있으며, 다소 단순한(또는 생략된) 사용자 인터페이스를 희생하여 낮은 비용을 달성하는 경우가 많다. 스마트 카메라는 스마트 센서라는 일반적인 용어로도 언급된다.[6]

역사

스마트 카메라라는 용어의 첫 출판은 벨바치르 외 에 따르면[7] 1975년이었다.[8] 1976년, 제너럴 일렉트릭의 전자 시스템 부서는 국가기술정보원 보고서에 스마트카메라에 대한 두 개의 산업 회사의 요구 사항을 명시했다.[9] HRL 연구소에 소속된 저자들은 1976년에 스마트 카메라를 "녹화하기 전에 사진을 처리할 수 있는 카메라"로 정의했다.[10] 스마트 광학 센서에 대한 첫 언급 중 하나는 1977년부터 NASA와 General Electric Space Division의 위성에 대한 개념 평가에서 나타났다.[11] 지능형 온보드 편집 및 데이터 축소를 위한 수단으로 제시되었다.

스마트 카메라는 80년대 중반부터 시판되고 있다. 21세기에는 기술이 그 크기를 줄이고 처리 능력이 수천 MIPS에 도달했기 때문에 널리 쓰이게 되었다. (2006년 말 현재 1 GHz 프로세서와 최대 8000 MIPS의 기기를 사용할 수 있다.)

인공지능과 광자는 서로 힘을 북돋운다.[12] 광자기술은 AI를 위한 데이터 수집 과정을 가속화하고 AI는 광자기술의 응용 스펙트럼을 개선한다. 2020년 소니는 AI 엣지 컴퓨팅 카파빌리를 탑재한 최초의 지능형 비전 센서를 출시했다.[13] 엑모어 기술을 한층 더 발전시킨 것이다.

구성 요소들

스마트 카메라는 일반적으로 다음과 같은 구성 요소 중 몇 개(필수적으로 모두 포함되지는 않음)로 구성된다.

  • 이미지 센서(매트릭스 또는 선형, CCD- 또는 CMOS)
  • 이미지 디지털화 회로
  • 이미지 메모리
  • 프로세서(대개 DSP 또는 적합한 강력한 프로세서)
  • 프로그램 및 데이터 메모리(RAM, 비휘발성 플래시)
  • 통신 인터페이스(RS232, 이더넷)
  • I/O 라인(종종 광분해)
  • 렌즈 홀더 또는 렌즈 내장(일반적으로 C, CS 또는 M-장착)
  • 내장 조명 장치(일반적으로 LED)
  • 목적으로 개발된 실시간 운영 체제(예: VCRT)
  • 옵션 비디오 출력(예: VGA 또는 SVGA)
  • 에너지 수집에 의한 에너지 공급

적용분야

각 유닛에 전용 프로세서를 탑재한 스마트 카메라는 여러 대의 카메라가 독립적으로 비동기적으로 작동해야 하는 경우가 많거나 분산된 시야(생산 라인 또는 조립 기계 내에서의 다중 검사 또는 감시 지점)가 필요한 애플리케이션에 특히 적합하다. 일반적으로 스마트 카메라는 보다 복잡한 비전 시스템이 사용되는 동일한 종류의 애플리케이션에 사용될 수 있으며, 볼륨, 가격 또는 신뢰성 제약으로 인해 대용량 장치와 PC의 사용이 금지되는 일부 애플리케이션에 추가로 적용될 수 있다.

대표적인 적용 분야는 다음과 같다.

개발자는 스마트 카메라를 구입하여 특별 주문 제작 응용 프로그램을 자체 개발할 수도 있고, 카메라 제조업체 또는 타사 출처로부터 기성 응용 프로그램 소프트웨어를 구입할 수도 있다. 사용자 정의 프로그램은 다양한 언어로 프로그래밍(일반적으로 C 또는 C++)하거나 기존 기능(종종 도구 또는 블록이라고 함)이 원하는 작동 흐름을 설명하는 목록(순서 또는 2차원 흐름도)에서 연결될 수 있는 다소 유연하지는 않지만 보다 직관적인 시각적 개발 도구를 사용하여 개발할 수 있다.프로그램 코드를 쓸 필요 없이. 프로그래밍 대비 시각적 접근법의 주요 장점은 비 프로그래머에게도 이용 가능한 짧고 다소 쉬운 개발 과정이다. 다른 개발 도구는 비교적 적지만 비교적 높은 수준의 기능성으로 이용할 수 있으며, 매우 제한적인 노력으로 구성 및 배치할 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ Ahmed Nabil Belbachir, ed. (2009). Smart Cameras. Springer. ISBN 978-1-4419-0952-7.
  2. ^ Alexander Hornberg (2006). Handbook of Machine Vision. Wiley-VCH. ISBN 3-527-40584-4.
  3. ^ 康旭, 李; 共則, 中村; 克幸, 佐久間; 宣明, 宮川; 博章, 島筒; 起台, 朴; 浩之, 栗野; 光正, 小柳 (2000). "Intelligent Image Sensor Chip with Three Dimensional Structure". 映像情報メディア学会技術報告. 24 (27): 35–40. doi:10.11485/itetr.24.27.0_35.
  4. ^ Valenzuela, Wladimir; Soto, Javier E.; Zarkesh-Ha, Payman; Figueroa, Miguel (2021). "Face Recognition on a Smart Image Sensor Using Local Gradients". Sensors. 21 (9): 2901. Bibcode:2021Senso..21.2901V. doi:10.3390/s21092901. PMC 8122339. PMID 33919130.
  5. ^ Rinner, Bernhard; Wolf, Wayne (2018-10-17). "An Introduction to Distributed Smart Cameras". Proceedings of the IEEE. 96 (10): 1565–1575. doi:10.1109/JPROC.2008.928742. S2CID 22637359. Retrieved 2021-09-13.
  6. ^ Birem, Merwan; Berry, François (2014). "DreamCam: A modular FPGA-based smart camera architecture". Journal of Systems Architecture. 60 (6): 519–527. doi:10.1016/j.sysarc.2014.01.006. ISSN 1383-7621. Retrieved 15 May 2021.
  7. ^ SCHNEIDERMAN, R; R, SCHNEIDERMAN (1975). "SMART CAMERAS CLICKING WITH ELECTRONIC FUNCTIONS". Electronics. 48 (17): 74–81. Retrieved 27 June 2021.
  8. ^ Belbachir, Ahmed Nabil, ed. (2010). Smart Cameras. doi:10.1007/978-1-4419-0953-4. ISBN 978-1-4419-0954-1. Retrieved 27 June 2021.
  9. ^ General Electric (1976). "SOLID STATE TELEVISION CAMERA (CID)" (PDF). NATIONAL TECHNICAL INFORMATION SERVICE. Retrieved 15 May 2021.
  10. ^ Reif, P. G.; Jacobson, A. D.; Bleha, W. P.; Grinberg, J. (12 January 1977). Casasent, David P; Sawchuk, Alexander A (eds.). "HYBRID LIQUID CRYSTAL LIGHT VALVE -IMAGE TUBE DEVICES FOR OPTICAL DATA PROCESSING". Optical Information Processing: Real Time Devices & Novel Techniques. International Society for Optics and Photonics. 0083: 34–43. doi:10.1117/12.954897. S2CID 110882955. Retrieved 15 May 2021.
  11. ^ "POST LANDSAT D ADVANCED CONCEPT EVALUATION" (PDF). core.ac.uk/. NASA. 1977. Retrieved 15 May 2021.
  12. ^ Goda, Keisuke; Jalali, Bahram; Lei, Cheng; Situ, Guohai; Westbrook, Paul (2020-07-01). "AI boosts photonics and vice versa". APL Photonics. 5 (7): 070401. Bibcode:2020APLP....5g0401G. doi:10.1063/5.0017902. S2CID 225783016. Retrieved 26 June 2021.
  13. ^ Lorbeer/pi, Klaus (14 May 2020). "Sony launcht weltweit erste Intelligent-Vision-Sensoren mit KI-Verarbeitung". computerwelt.at (in German). Retrieved 15 May 2021.