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Nov 09, 2023

WiMi Hologram Cloud desenvolveu um SoC dedicado

PEQUIM, 1º de junho de 2023 /PRNewswire/ -- WiMi Hologram Cloud Inc. (NASDAQ: WIMI)

PEQUIM, 1º de junho de 2023 /PRNewswire/ -- WiMi Hologram Cloud Inc. (NASDAQ: WIMI) ("WiMi" ​​ou a "Empresa"), fornecedora líder global de tecnologia de Realidade Aumentada de Holograma ("AR"), anunciou hoje o desenvolvimento de um sistema de computador dedicado em um chip (SoC) field-programmable gate array (FPGA) que executa imagens holográficas de pixel único em tempo real.

Um SoC-FPGA é uma integração em larga escala (LSI) na qual uma CPU e FPGA embarcados são implementados em um sistema monolítico. Tem maior desempenho computacional do que uma CPU embarcada sozinha, maior flexibilidade do que um FPGA sozinho e pode ser muito menor do que um computador. Além disso, a seleção de algoritmos de reconstrução que devem ser implementados como circuitos computacionais é importante para projetar computadores dedicados à imagem de pixel único. Os FPGAs têm maior desempenho computacional, mas recursos de hardware limitados. Eles não são bons em cálculos complexos, como divisão e raiz quadrada. Métodos de otimização e aprendizado profundo no algoritmo podem obter reconstrução de alta qualidade em imagem de pixel único, e métodos de otimização sofrem com carga computacional devido à abordagem iterativa.

Fluxo de teste SoC-FPGA do WiMi: A lente da câmera forma uma imagem do objeto alvo no DMD. A imagem do objeto alvo é modulada pela codificação do padrão de máscara exibido no DMD. A luz modulada é coletada por uma lente, medida por um detector de dispositivo único e convertida em um sinal digital. Além disso, um computador dedicado reconstrói a imagem do objeto alvo com base na intensidade da luz. A parte FPGA reconstrói a imagem, enquanto a CPU embutida no SoC-FPGA do WiMi gera o desenho e o inicializa na tela holográfica.

A luz do objeto é formada no DMD pela lente da câmera. Um padrão de máscara codificado é exibido no DMD, modulando a luz do objeto. A luz modulada é coletada por uma lente e medida como intensidade de luz por um detector de elemento único. A intensidade de luz obtida é convertida de um sinal de intensidade analógico para um sinal digital por um conversor analógico-digital. O circuito receptor no FPGA salva o sinal convertido na memória interna do FPGA ao definir o sinal de sincronização, que é gerado quando o DMD é alterado para o novo modo de máscara de codificação. Após o circuito de recepção salvar o sinal um número especificado de vezes, o circuito de reconstrução calcula o holograma do objeto alvo. Em seguida, a CPU incorporada no chip SoC-FPGA recebe o resultado da reconstrução e o exibe em um painel de exibição dedicado para realizar a observação em tempo real da imagem holográfica do objeto alvo em um painel de exibição holográfico dedicado.

Para melhorar a eficiência computacional, o SoC-FPGA usa um algoritmo de correlação de imagem fantasma para FPGAs, que possui baixo uso de memória e uma forma computacional simples. O algoritmo introduz a otimização do padrão de máscara de codificação. Esse algoritmo de imagem fantasma melhora a qualidade da imagem, mas requer muita memória. Especificamente, a implementação do algoritmo de imagem fantasma requer o uso de dois feixes separados espacialmente: um feixe de referência e um feixe de objeto. Este método de imagem é baseado em técnicas de intercorrelação ou intercorrelação, que permitem a reconstrução da imagem usando um único detector de fótons.

O princípio básico do algoritmo é realizar uma medição de correlação entre dois feixes separados espacialmente e então usar um algoritmo de computador para reconstruir a imagem alvo. Por exemplo, o feixe de referência passa por um dispositivo de interferência aleatória que produz padrões aleatórios de intensidade de luz. Esses padrões de intensidade de luz são transmitidos ao feixe do objeto e um detector de fóton único os detecta após passar pelo objeto. Os valores de intensidade de luz medidos pelo detector de fóton único são registrados e correlacionados com os padrões de intensidade de luz do feixe de referência. As informações sobre a imagem alvo podem ser obtidas calculando a média das múltiplas medições de intercorrelação.