واحد خبر mobile.ir : چند سال قبل، کمپانی سونی برای اولین بار در دنیا، با توسعه یک سنسور تصویری مجهز به RAM درون‌تراشه‌ای، ضبط ویدئوی اسلوموشن با نرخ فریم بالا را امکان‌پذیر نمود. حال، این کمپانی ژاپنی باز هم با دستاوردی جدید، یک اولین دیگر را نیز به نام خود ثبت کرده است. سونی در روز پنجشنبه 14 می 2020 (25 اردیبهشت 1399) از تولید نخستین سنسورهای تصویری هوشمند با قابلیت پردازش هوش مصنوعی خبر داد. محصول اول، یک سنسور تصویری‌ست با نام IMX500، که حدود 7.857 قطر داشته و وضوح آن 12.3 مگاپیکسل عنوان شده است. محصول دوم که IMX501 نام گرفته، در واقع همان سنسور تصویری IMX500 است که در پکیج LGA قرار گرفته و همین امر، قیمت آن را دو برابر کرده است.

به گفته سونی، این سنسورها ضمن اینکه پردازش پرسرعت درون حسگر از نوع هوش مصنوعی را فراهم می‌کنند، باعث می‌شوند تا بتوان فقط داده‌های ضروری را استخراج نمود. این کار مزایای فراوانی دارد، از جمله کاهش میزان تأخیر در انتقال داده‌ها هنگام استفاده از سرویس‌های ابری، رفع نگرانی‌‌ها در رابطه با حریم خصوصی، کاهش مصرف انرژی و نهایتا کاهش هزینه‌های ارتباطی. به گفته شرکت سازنده، این محصولات با فراهم کردن زمینه برای توسعه دوربین‌های مجهز به هوش مصنوعی، می‌توانند کاربردهای متنوعی را در صنایع تجهیزات صنعتی و خرده‌فروشی ایجاد کرده و همچنین در ساخت سیستم‌های بهینه مرتبط با رایانش ابری، به کار گرفته شوند.

گسترش اینترنت اشیا موجب شده تا تقریبا همه نوع دیوایسی بتواند به فضای ابری متصل شود. همین اتفاق باعث شده تا در جایی که اطلاعات به دست آمده از این دیوایس‌ها از طریق هوش مصنوعی در فضای ابری پردازش می‌شود، استفاده از سیستم‌های پردازش اطلاعات به پدیده‌ای عادی تبدیل شود. اما در مقابل، حجم فزاینده اطلاعات در فضای ابری می‌تواند مشکلات متعددی ایجاد کند، از جمله افزایش تأخیر در انتقال داده‌ها و ایجاد مانع بر سر راه پردازش اطلاعات، نگرانی‌های امنیتی از جانب کاربرانی که داده‌های قابل‌شناسایی شخصی را در فضای ابری ذخیره می‌کنند و مشکلات دیگری مثل افزایش مصرف انرژی و هزینه‌های ارتباطی.

سنسورهای جدید سونی دارای یک پیکربندی پشته‌ای بوده که از یک تراشه پیکسل و یک تراشه منطق تشکیل شده‌اند. طبق ادعای سونی، اینها نخستین سنسورهای تصویری در دنیا هستند که می‌توانند تحلیل و پردازش تصویر را به روش هوش مصنوعی، روی تراشه منطق اجرا کنند. سیگنال دریافت شده توسط تراشه پیکسل، از طریق هوش مصنوعی روی خود سنسور پردازش شده و با حذف نیاز به پردازنده‌های پرقدرت و حافظه خارجی، زمینه توسعه سیستم‌های هوش مصنوعیِ غیر متمرکز را فراهم می‌کند.

به جای اطلاعات تصویری، خروجی این سنسور فراداده (metadata) است؛ یعنی اطلاعات معناداری که به داده‌های تصویری تعلق دارد. در نتیجه، حجم داده کاهش یافته و شرایط حریم شخصی بهبود پیدا می‌کند. همچنین، به لطف قابلیت هوش مصنوعی، ارائه کارکردهای متنوع برای کاربردهایی مثل ردیابی بی‌درنگِ اجسام (با سرعت بالای حاصل از پردازش هوش مصنوعی) امکان‌پذیر خواهد بود. ناگفته نماند، از طریق بازنویسیِ حافظه داخلی مطابق با نیازهای کاربر یا شرایط مکانی که این سیستم در آنجا به کار گرفته می‌شود، می‌توان مدل‌های مختلفی از هوش مصنوعی را انتخاب کرد.

از آنجا که مدل‌های هوش مصنوعی امکان پیکربندی دارند، یک سخت‌افزار مشخص می‌تواند برای تسک‌های متنوع مورد استفاده قرار بگیرد. به عنوان مثال، فرض کنید سنسور IMX500 در یک اتومبیل و به سمت راننده تعبیه ‌شود. اگر سنسور تشخیص دهد که حواس راننده پرت شده یا احساس خواب‌آلودگی دارد، سنسور می‌تواند به سیستم خودرو هشدار دهد. درست است که یک پردازنده خارجی نیز می‌تواند همین کار را انجام دهد، اما در اینجا این کار تنها با استفاده از یک سنسور تصویری انجام می‌شود که در عین ساده‌تر بودن، مقرون‌به‌صرفه نیز خواهد بود.

ویژگی‌های اصلی

تراشه پیکسل در این سنسور دارای نوردهی از پشت بوده و وضوح مؤثر آن، حدود 12.3 مگاپیکسل عنوان شده است. علاوه بر مدار عملیات متعارفی که در سنسورهای تصویری به چشم می‌خورد، تراشه منطق در این سنسور به "پردازنده سیگنال دیجیتال" یا DSP اصلی سونی مجهز شده که به پردازش سیگنال هوش مصنوعی اختصاص دارد. این شیوه از پیکربندی، سنسور را از وجود پروسسورهای با عملکرد بالا یا حافظه‌های خارجی بی‌نیاز کرده و آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای سیستم‌های غیر متمرکز (پردازش درون خود تراشه) هوش مصنوعی مبدل می‌کند.

خروجی فراداده

سیگنال‌های دریافت شده به وسیله تراشه پیکسل از میان یک ISP (پردازنده سیگنال تصویری) جریان یافته و پردازش هوش مصنوعی در مرحله پردازش، روی تراشه منطق انجام می‌گیرد. اطلاعات استخراج شده، خروجی سیستم است در قالب فراداده تا میزان داده‌های مورد نیاز را کاهش دهد. اطمینان از اینکه خروجی سنسور، اطلاعات تصویری نیست، خطرات امنیتی را کاهش داده و نگرانی‌ها درباره حریم خصوصی را از بین می‌برد. علاوه بر تصویر ضبط شده با سنسور تصویری متعارف، کاربران می‌توانند فرمت خروجیِ داده‌ها را متناسب با نیازها و موارد استفاده خود، انتخاب کنند. از جمله این فرمت‌ها می‌توان به تصاویر خروجی با فرمت ISP (یعنی YUV/RGB) و فرمت ROI (بخش مورد نظر در تصویر) اشاره کرد.

پردازش هوش مصنوعی با سرعت بالا

وقتی یک ویدئو با استفاده از سنسورهای معمولی ضبط می‌شود، شرایط ایجاب می‌کند که داده‌ها برای تک‌تک فریم‌های تصویری خروجی جهت پردازش هوش مصنوعی فرستاده شوند. این امر، تعداد داده‌های انتقالی را افزایش داده و در نتیجه، ارائه عملکرد بی‌درنگ (real-time) دشوار خواهد شد. سنسورهای جدید سونی، پردازش ISP و پردازش پرسرعت هوش مصنوعی را روی تراشه منطق انجام داده و تمام پروسه تنها در یک فریم ویدئویی واحد، کامل می‌شود (سرعت پردازش هوش مصنوعی در این سنسور با استفاده از مدل تحلیل تصویر MobileNet V1، حدود 3.1 میلی‌ثانیه عنوان شده است). این نوع طراحی، امکان ردیابیِ بی‌درنگ اجسام با دقت بالا را در هنگام ضبط ویدئو فراهم می‌کند.

مدل هوش مصنوعی انتخابی

به گفته شرکت سازنده، کاربران می‌توانند مدل‌های هوش مصنوعی مورد پسند خود را در حافظه تعبیه شده بنویسند و یا آن را مطابق با نیازها یا شرایطِ مکانی که سیستم در آنجا مورد استفاده قرار می‌گیرد، بازنویسی و به‌روزرسانی کنند. به عنوان مثال، وقتی چند دوربین مجهز به این سنسور در یک فروشگاه نصب می‌شوند، یک نوع دوربین می‌تواند با کارکردهای متنوع، در مکان‌ها، شرایط زمان‌ها و برای اهداف مختلف استفاده شود. مثلا اگر دوربین در بخش ورودی نصب شود، می‌تواند برای شمارش تعداد مشتریانی که وارد می‌شوند مورد استفاده قرار بگیرد؛ اگر در بخش قفسه‌های فروشگاه نصب شود، می‌تواند کمبود موجودی در آنجا را نشان دهد؛ اگر در سقف نصب شود، با ثبت نگاشت گرماییِ مشتریان، می‌تواند مشخص کند که در کدام قسمت از فروشگاه مشتریان بیشتری تجمع می‌کرده‌اند.

در پایان گفتنی‌ست، بعید است سنسور IMX500 به گوشی‌های هوشمند راه پیدا کند. اما این امکان وجود دارد که در ساخت مواردی مثل اسپیکرهای هوشمند مورد استفاده قرار بگیرد. در این صورت، اسپیکر با تشخیص اینکه چه کسی از آن سؤال پرسیده، می‌تواند پاسخ مناسب‌تری را ارائه دهد. به گفته سونی، این سنسورها به زودی برای کمپانی‌ها آماده تحویل بوده و احتمال دارد سال آینده، محصولات مجهز به سنسورهای جدید وارد بازار شوند. سنسور IMX500 قیمتی برابر با 10,000 ین ژاپن دارد که با نرخ کنونی تبدیل ارز، تقریبا معادل 94 دلار خواهد بود. پکیج IMX501 نیز 20,000 ین (187 دلار) قیمت‌گذاری شده است.