人工智能 (AI) 正在從根本上改變機器視覺和圖像處理應(yīng)用程序的能力。邊緣 AI 是人工智能的一個子集，可實現(xiàn)尖端決策，在 5G 網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 等新基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)中發(fā)揮著重要作用。Edge AI 可以提高精度和靈敏度，用于高分辨率圖像處理數(shù)據(jù)的實時分析以及模式和異常情況的高速檢測。這些功能對于機器人輔助手術(shù)、基于 3D 圖像處理的安全監(jiān)控平臺以及工廠自動化環(huán)境中基于視覺的工業(yè)機器人控制非常有用。

傳感器技術(shù)的進(jìn)步和小型模塊化封裝中超高清/4K 視頻圖像傳感器的開發(fā)使這種向基于人工智能的邊緣處理過渡成為可能。

機器人輔助內(nèi)窺鏡平臺和機器視覺相機等應(yīng)用將高分辨率圖像數(shù)據(jù)從安裝在極小的探針芯片上的傳感器傳輸?shù)轿锢磉B接的視頻捕獲和分析系統(tǒng)，而您必須通過一根非常細(xì)的電纜進(jìn)行傳輸。同時，來自視頻采集系統(tǒng)的控制信息返回給探針芯片，讓您可以從傾斜、變焦等方面控制探針芯片的位置。

基于視覺的控制系統(tǒng)，例如圖 1 所示的工業(yè)移動機器人，實時采集和高分辨率視頻數(shù)據(jù)分析需要非常低的延遲。它還需要非常低的延遲以在相反方向發(fā)送控制信息以校正相機位置。電纜和電線的數(shù)量、電線的尺寸以及傳感器側(cè)的功耗可能是內(nèi)窺鏡和機器視覺等空間受限應(yīng)用的主要限制因素。

 1：工業(yè)移動機器人作為基于視覺的控制系統(tǒng)

雖然許多現(xiàn)有的高速接口技術(shù)有助于確保高清視頻數(shù)據(jù)的可靠傳輸，但它們對于基于視覺的控制系統(tǒng)也存在缺陷。例如，由于與協(xié)議相關(guān)的開銷，以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)具有額外的延遲。以太網(wǎng)物理層設(shè)備不能直接連接到傳感器的本地視頻接口，需要額外的布線和組件，如晶體振蕩器。例如，一個 4MP、30fps 的高分辨率成像器產(chǎn)生大約 3.2Gbps 的視頻數(shù)據(jù)。單個千兆以太網(wǎng)鏈路，例如 1000-BaseT，沒有足夠的吞吐量來承載這種未壓縮的高分辨率數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致圖像流和基于機器視覺的視頻中出現(xiàn)偽影，可能會導(dǎo)致過程中出現(xiàn)錯誤。 

什么是 V 3 Link TM  SerDes IC ？

V 3 Link 專用串行器/解串器 (SerDes) 技術(shù)，例如“TSER953”串行器以及“TDES954”和“TDES960”解串器，允許使用單根超細(xì)線同時傳輸高分辨率視頻、控制信號和電源. 這些設(shè)備在傳感器和處理器之間建立鏈接，聚合時鐘、未壓縮視頻、控制、電源和通用 I/O 信號（見圖 2）。

圖2 ：V 3 Link序列化數(shù)據(jù)使用設(shè)備/反序列化和電力傳輸示意圖

在這種配置中，視頻信號從位于傳感器模塊中的串行器傳輸?shù)轿挥趥鞲衅魅诤戏治鱿到y(tǒng)中的解串器或解串器集線器，同時還提供控制信號和電源路徑。

它還通過為從V 3 Link 解串器連接的所有串行器提供內(nèi)部時鐘來實現(xiàn)多個傳感器之間的視頻同步。這可以實現(xiàn)用于 3D 重建和深度感測的視頻切換、圖像混合和立體視覺。使用 TDES960 內(nèi)部生成的幀同步信號，您可以同步多個攝像頭，實現(xiàn) 600ns 的精度，并在機器視覺中實現(xiàn)多個時間觸發(fā)應(yīng)用。使用從反向通道提取參考時鐘的主時鐘同步消除了由為多個成像器提供時鐘的各種振蕩器的相對漂移引起的同步誤差。

通過自適應(yīng)均衡器技術(shù)減少信號損失和功耗

視頻數(shù)據(jù)、控制信號和電源不僅可以通過單根電纜輕松傳輸，而且 V 3 Link 設(shè)備采用自適應(yīng)均衡器技術(shù)，可以補償 2.1 GHz 時高達(dá) 21 dB 的損耗，使其極其28-32 AWG（美國線規(guī)）電纜。AWG 值越高，線纜越細(xì)，信號損耗越高。

電纜越細(xì)，就越靈活，使其適用于內(nèi)窺鏡等空間受限需要將傳感器放置在狹小空間內(nèi)的應(yīng)用。它還允許通過同一根細(xì)電纜傳輸電源和控制信號，從而最大限度地減少導(dǎo)體數(shù)量。

V 3 Link 串行器在傳感器側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)功耗為 250mW，功耗非常低，允許傳感器和串行器安裝在非常緊湊的區(qū)域，無需額外的散熱裝置，提供額外的空間。這將是不必要的。V 3 Link 產(chǎn)品采用專有的 Grandmaster 時鐘同步技術(shù)，無需傳感器側(cè)的晶體或振蕩器，進(jìn)一步降低成本和總體空間要求。

總結(jié)

從醫(yī)學(xué)圖像處理應(yīng)用程序到機器視覺相機，Edge AI 推動了對實時視頻捕獲、傳輸和分析的需求。V 3 by Link SerDes IC，工程師在滿足這些需求的同時，可以減少電纜數(shù)量、功耗和整個系統(tǒng)的成本。V 3 Link 設(shè)備采用通用鏈接技術(shù)，適用于大多數(shù)需要實時捕獲、傳輸和分析高分辨率視頻數(shù)據(jù)的應(yīng)用。這些設(shè)備支持各種電纜配置，例如同軸、非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線，以及各種時鐘模式，例如同步和異步。