Não existe um único "diagrama de circuito" para um projeto de processamento de imagem digital. A complexidade depende inteiramente do escopo do projeto e do nível de processamento envolvido. Um projeto simples pode usar um microcontrolador, enquanto um mais avançado pode exigir uma matriz de portão programável em campo (FPGA) ou mesmo um ASIC personalizado.
No entanto, posso descrever alguns componentes e arquiteturas comuns que você pode encontrar em diferentes tipos de projetos de processamento de imagens digitais:
1. Projeto simples (por exemplo, limiar de imagem básica em uma imagem pequena usando um microcontrolador): *
sensor de imagem: Um sensor CMOS ou CCD para capturar a imagem. Isso geralmente possui um conversor analógico-digital interno (ADC).
* Microcontrolador
(por exemplo, Arduino, ESP32): Processa os dados da imagem digital.
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Memória (por exemplo, SRAM): Armazena os dados da imagem.
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Display (por exemplo, LCD): Mostra a imagem processada.
Diagrama de blocos simplificado: `` `
[Sensor de imagem (com ADC)] -> [Microcontrolador (com SRAM)] -> [Display]
`` `
2. Projeto mais complexo (por exemplo, detecção de borda em tempo real usando um FPGA): *
Sensor de imagem (com ADC): Maior resolução e taxa de quadros potencialmente mais alta do que o projeto simples.
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FPGA (por exemplo, Xilinx Artix, Altera Cyclone): Fornece recursos de processamento paralelo para processamento de imagem mais rápido. O FPGA conteria a lógica personalizada para algoritmos de detecção de borda (por exemplo, operador de Sobel).
*
memória (por exemplo, ddr sdram): Capacidade de memória maior para lidar com imagens de maior resolução e potencialmente enquadrar o buffer.
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Interface de alta velocidade (por exemplo, mipi csi-2): Para transferência rápida de dados entre o sensor e o FPGA.
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Display (por exemplo, saída HDMI): Para exibir a imagem processada.
Diagrama de blocos simplificado: `` `
[Sensor de imagem (com ADC)]-[mipi csi-2]-> [FPGA (com ddr sdram)]-> [saída HDMI]
`` `
3. Projeto muito complexo (por exemplo, reconhecimento de imagem de alto desempenho): *
Sensor de imagem (com ADC): Sensor de alta resolução e alta taxa de quadros.
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GPU (por exemplo, Nvidia Jetson, Intel Movidius): Fornece um poder de processamento paralelo maciço para algoritmos complexos, como redes neurais convolucionais (CNNs).
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Interface de alta velocidade (por exemplo, PCIE): Conecta a GPU ao restante do sistema.
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Memória (por exemplo, Memória GDDR): Memória de alta largura de banda para a GPU.
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CPU (por exemplo, processador ARM): Lida com o controle do sistema e as tarefas pré/pós-processamento.
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armazenamento (por exemplo, SSD): Armazena grandes conjuntos de dados e modelos pré-treinados.
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Display: Mostra os resultados.
Diagrama de blocos simplificado: `` `
[Sensor de imagem (com ADC)]-[interface de alta velocidade]-> [GPU (com memória GDDR)]-[PCIE]-> [CPU]-> [Display/Storage]
`` `
Considerações importantes para projetar o circuito: *
Fonte de alimentação: Garanta uma fonte de alimentação adequada para todos os componentes.
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Clowing: Sincronize o fluxo de dados entre os componentes.
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Bus de dados: Largura e velocidade apropriadas dos barramentos de dados.
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Padrões de interface: Atenda aos padrões de interface relevantes (por exemplo, MIPI, SPI, I2C).
Para obter um diagrama de circuito específico, você precisa definir:
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A tarefa de processamento de imagem: Quais algoritmos serão implementados? (por exemplo, limiar, detecção de borda, filtragem, reconhecimento de objetos)
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Resolução da imagem e taxa de quadros: Quanto dados precisam ser processados?
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Requisitos em tempo real: O processamento precisa acontecer em tempo real?
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Plataforma de hardware: Microcontrolador, FPGA, GPU ou outra coisa?
Uma vez especificados, você pode começar a projetar o circuito específico e criar seu diagrama. Ferramentas de software como Designer Altium, Eagle ou Kicad podem ajudar na criação dos diagramas de circuito. Para designs da FPGA, você também precisará de software de design do FPGA (por exemplo, Vivado, Quartus).
