Новости

Nov 09, 2023

WiMi Hologram Cloud разработала специальную SoC

ПЕКИН, 1 июня 2023 г. /PRNewswire/ -- WiMi Hologram Cloud Inc. (NASDAQ: WIMI)

ПЕКИН, 1 июня 2023 г. /PRNewswire/ -- WiMi Hologram Cloud Inc. (NASDAQ: WIMI) («WiMi» или «Компания»), ведущий мировой поставщик голограммной технологии дополненной реальности («AR»), сегодня объявила о разработке специализированной программируемой вентильной матрицы (FPGA) «компьютерная система на кристалле» (SoC), которая выполняет однопиксельное голографическое изображение в реальном времени.

SoC-FPGA — это крупномасштабная интеграция (LSI), в которой встроенный ЦП и FPGA реализованы в монолитной системе. Он имеет более высокую вычислительную производительность, чем один только встроенный ЦП, большую гибкость, чем одна FPGA, и может быть намного меньше компьютера. Кроме того, выбор алгоритмов реконструкции, которые должны быть реализованы в виде вычислительных схем, важен для разработки компьютеров, предназначенных для однопиксельной визуализации. FPGA имеют более высокую вычислительную производительность, но ограниченные аппаратные ресурсы. Они не умеют выполнять сложные вычисления, такие как деление и квадратный корень. Методы оптимизации и глубокое обучение в алгоритме позволяют получить высококачественную реконструкцию однопиксельных изображений, а методы оптимизации страдают от вычислительной нагрузки из-за итерационного подхода.

Пробный процесс WiMi SoC-FPGA: объектив камеры формирует изображение целевого объекта на DMD. Изображение целевого объекта модулируется путем кодирования шаблона маски, отображаемого на DMD. Модулированный свет собирается линзой, измеряется детектором одного устройства и преобразуется в цифровой сигнал. Кроме того, специальный компьютер восстанавливает изображение целевого объекта на основе интенсивности света. Часть FPGA реконструирует изображение, в то время как встроенный процессор SoC-FPGA WiMi генерирует рисунок и инициализирует его на голографическом дисплее.

Свет объекта формируется на ДМД объективом камеры. На DMD отображается закодированный шаблон маски, модулирующий свет объекта. Модулированный свет собирается линзой и измеряется как интенсивность света одноэлементным детектором. Полученная интенсивность света преобразуется из аналогового сигнала интенсивности в цифровой сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя. Схема приемника в ПЛИС сохраняет преобразованный сигнал во внутренней памяти ПЛИС при настройке сигнала синхронизации, который формируется при переключении ДМД в новый режим маски кодирования. После того как схема приема сохраняет сигнал заданное количество раз, схема реконструкции вычисляет голограмму целевого объекта. Затем встроенный ЦП на чипе SoC-FPGA получает результат реконструкции и отображает его на специальной панели дисплея, чтобы реализовать наблюдение в реальном времени голографического изображения целевого объекта на специальной панели голографического дисплея.

Чтобы повысить эффективность вычислений, SoC-FPGA использует алгоритм корреляции призрачных изображений для FPGA, который имеет низкое использование памяти и простую вычислительную форму. Алгоритм обеспечивает оптимизацию шаблона маски кодирования. Этот алгоритм создания призрачных изображений улучшает качество изображения, но требует больших требований к памяти. В частности, реализация алгоритма призрачного изображения требует использования двух пространственно разделенных лучей: опорного луча и объектного луча. Этот метод визуализации основан на методах взаимной корреляции или методах, подобных взаимной корреляции, которые позволяют восстанавливать изображения с использованием одного детектора фотонов.

Основной принцип алгоритма заключается в выполнении измерения корреляции между двумя пространственно разделенными лучами, а затем использовании компьютерного алгоритма для восстановления целевого изображения. Например, опорный луч проходит через устройство случайной интерференции, которое создает случайные диаграммы интенсивности света. Эти шаблоны интенсивности света передаются лучу объекта, и однофотонный детектор обнаруживает их после прохождения через объект. Значения интенсивности света, измеренные однофотонным детектором, записываются и коррелируются с картинами интенсивности света опорного луча. Информацию о целевом изображении можно получить путем усреднения нескольких измерений взаимной корреляции.