इवेंट कैमरा: Difference between revisions
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समतुल्यकालिक विभेदन संवेदक (जैसे डीवीएस<ref name=":2" /> (सक्रिय दृष्टि संवेदक) या एसडीवीएस<ref name=":20" /> (संवेदनशील-डीवीएस | समतुल्यकालिक विभेदन संवेदक (जैसे डीवीएस<ref name=":2" /> (सक्रिय दृष्टि संवेदक) या एसडीवीएस<ref name=":20" /> (संवेदनशील-डीवीएस) ऐसी घटनाओं का उत्पादन करते हैं जो ध्रुवीयता (दीप्तता में वृद्धि या कमी) का संकेत देते हैं, जबकि अस्थायी प्रतिबिम्ब संवेदक <ref name=":3" />प्रत्येक इवेंट के साथ तात्कालिक [[विकिरण]] का संकेत दें। डेविस<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Brandli|first1=C.|last2=Berner|first2=R.|last3=Yang|first3=M.|last4=Liu|first4=S.|last5=Delbruck|first5=T.|date=October 2014|title=A 240 × 180 130 dB 3 µs Latency Global Shutter Spatiotemporal Vision Sensor|journal=IEEE Journal of Solid-State Circuits|volume=49|issue=10|pages=2333–2341|doi=10.1109/JSSC.2014.2342715|issn=0018-9200|bibcode=2014IJSSC..49.2333B|doi-access=free}}</ref> (सक्रिय और एक्टिव-चित्रांश दृष्टि संवेदक ) में सक्रिय दृष्टि संवेदक (डीवीएस ) के अतिरिक्त एक ग्लोबल कैमरा कपाट [[सक्रिय पिक्सेल सेंसर|सक्रिय चित्रांश]] संवेदक (एपीएस) होता है जो समान प्रकाशसंवेदी ऐरे को साझा करता है। इस प्रकार, यह घटनाओं के साथ-साथ प्रतिबिम्ब फ़्रेम बनाने की क्षमता रखता है। कई इवेंट कैमरों में एक जड़त्वीय माप इकाई (आईएमयू) भी होती है। | ||
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Latest revision as of 16:01, 29 May 2023
इवेंट कैमरा, जिसे तंत्रिकाप्रभावी कैमरा के रूप में भी जाना जाता है,[1] सिलिकॉन रेटिना[2] या गतिशील दृष्टि संवेदक,[3] एक प्रतिबिम्ब संवेदक है जो दीप्तता में स्थानीय परिवर्तनों पर प्रतिक्रिया करता है। ईवेंट कैमरे कैमरा कपाट (फ़ोटोग्राफ़ी) का उपयोग करके छवियों को अधिकृत नहीं करते हैं जैसा कि पारंपरिक (फ़्रेम) कैमरा करता है। इसके अतिरिक्त, एक इवेंट कैमरे के अंदर प्रत्येक चित्रांश स्वतंत्र रूप से और अतुल्यकालिक रूप से संचालित होता है, दीप्तता में होने वाले परिवर्तनों की प्रतिवेदन करता है, और अन्यथा निष्क्रिय रहता है।
कार्यात्मक विवरण
इवेंट कैमरा चित्रांश स्वतंत्र रूप से दीप्तता में होने वाले परिवर्तनों का प्रतिक्रिया दिखाते हैं।[4]प्रत्येक चित्रांश एक संदर्भ दीप्तता स्तर संग्रहीत करता है, और निरंतर इसकी तुलना वर्तमान दीप्तता (चमक) स्तर से करता है। यदि दीप्तता में अंतर एक सीमा से अधिक है, तो वह चित्रांश अपने संदर्भ स्तर को पुनः स्थापित करता है और एक इवेंट उत्पन्न करता है: एक असतत पैकेट जिसमें चित्रांश पता और टाइमस्टैम्प होता है। घटनाओं में दीप्तता परिवर्तन की ध्रुवीयता (वृद्धि या कमी), या रोशनी के स्तर का तात्कालिक माप भी हो सकता है।[5] इस प्रकार, इवेंट कैमरे दृश्य रोशनी में परिवर्तन से प्रवर्तित होने वाली घटनाओं की एक अतुल्यकालिक वर्ग का उत्पादन करते हैं।
इवेंट कैमरों में माइक्रोसेकंड समतुल्यकालिक विभेदन ,फ्रेम कैमरों की तुलना में 120 dB गतिक परिसर और कम अतिप्रभावाधीन (फ़ोटोग्राफ़ी) कम/ अतिप्रभावाधीन और धीमी गति होता है[4][6] । यह उन्हें उद्देश्य और कैमरा गतिविधि (प्रकाशीय प्रवाह) को अधिक सटीक रूप से पथानुसरण करने की अनुमति देता है। वे ग्रे-स्केल जानकारी देते हैं। प्रारंभ में (2014), विभेदन 100 चित्रांश तक सीमित था। बाद की प्रविष्टि 2019 में 640x480 विभेदन तक पहुंच गई। क्योंकि व्यक्तिगत चित्रांश स्वतंत्र रूप से प्रदीप्ति करते हैं, इवेंट कैमरे अतुल्यकालिक अभिकलन संरचना जैसे तंत्रिकाप्रभावी इंजीनियरिंग के साथ एकीकरण के लिए उपयुक्त दिखाई देते हैं। चित्रांश स्वतंत्रता इन कैमरों को उन दृश्यों के साथ मेल जोल बिठाने की अनुमति देती है, उन क्षेत्रों में औसत किए बिना उज्ज्वल और मंद रोशनी वाले क्षेत्रों के दृश्यों का सामना करने की अनुमति देता है।[7]
| सेंसर | गतिशील
रेंज (डीबी) |
समान
फ्रैमरेट * (एफपीएस) |
स्थानिक
रेजोल्यूशन (एमपी) |
शक्ति
खपत (एमडब्ल्यू) |
|---|---|---|---|---|
| मानव नेत्र | 30-40 | 200-300 | - | 10[8] |
| हाई-एंड डीएसएलआर कैमरा (निकॉन डी850) | 44.6[9] | 120 | 2-8 | - |
| अल्ट्राहाई-स्पीड कैमरा (फैंटम v2640)[10] | 64 | 12,500 | 0.3–4 | - |
| इवेंट कैमरा[11] | 120 | 1,000,000 | 0.1–0.2 | 30 |
*अस्थायी समाधान का संकेत देता है क्योंकि मानव आंखें और इवेंट कैमरे फ्रेम को आउटपुट नहीं करते हैं।
प्रकार
समतुल्यकालिक विभेदन संवेदक (जैसे डीवीएस[4] (सक्रिय दृष्टि संवेदक) या एसडीवीएस[12] (संवेदनशील-डीवीएस) ऐसी घटनाओं का उत्पादन करते हैं जो ध्रुवीयता (दीप्तता में वृद्धि या कमी) का संकेत देते हैं, जबकि अस्थायी प्रतिबिम्ब संवेदक [5]प्रत्येक इवेंट के साथ तात्कालिक विकिरण का संकेत दें। डेविस[13] (सक्रिय और एक्टिव-चित्रांश दृष्टि संवेदक ) में सक्रिय दृष्टि संवेदक (डीवीएस ) के अतिरिक्त एक ग्लोबल कैमरा कपाट सक्रिय चित्रांश संवेदक (एपीएस) होता है जो समान प्रकाशसंवेदी ऐरे को साझा करता है। इस प्रकार, यह घटनाओं के साथ-साथ प्रतिबिम्ब फ़्रेम बनाने की क्षमता रखता है। कई इवेंट कैमरों में एक जड़त्वीय माप इकाई (आईएमयू) भी होती है।
| नाम | इवेंट उत्पादन | प्रतिबिम्ब फ्रेम | रंग | आईएमयू | निर्माता | व्यावसायिक तौर पर उपलब्ध | रेजोल्यूशन |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DVS128[4] | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | नहीं | इनीवेशन | नहीं | 128x128 |
| sDVS128[12] | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | नहीं | सीएसआईसी | नहीं | 128x128 |
| DAVIS240[13] | ध्रुवीयता | हाँ | नहीं | हाँ | इनीवेशन | नहीं | 240x180 |
| DAVIS346[14] | ध्रुवीयता | हाँ | नहीं | हाँ | इनीवेशन | हाँ | 346 x 260 |
| DVXplorer[15] | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | हाँ | इनीवेशन | हाँ | 640 x 480 |
| SEES[16] | ध्रुवीयता | हाँ | नहीं | हाँ | अंतर्दृष्टि | हाँ | |
| मेटाविज़न पैकेज्ड जेनरेशन 3 सेंसर[17] | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | नहीं | प्रोफेसी | हाँ | 640x480 |
| SilkyEvCam कैमरा (प्रोफेसी जेन 3)[18] | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | नहीं | सेंचुरी आर्क्स / प्रोफेसी | हाँ | 640×480 |
| VisionCamEB कैमरा (Prophesee Gen 3) [19] | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | नहीं | इमागो टेक्नोलॉजीज / प्रोफेसी | हाँ | 640×480 |
| सैमसंग डीवीएस[20] | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | हाँ | सैमसंग | हाँ | 640×480 |
| ऑनबोर्ड [5] | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | हाँ | प्रोफेसी | नहीं | 640×480 |
| Celex[21] | तीव्रता | हाँ | नहीं | हाँ | सेलेपिक्सल | हाँ | 64x64 |
| IMX636[22] सेंसर | ध्रुवीयता | हाँ | नहीं | नहीं | सोनी / प्रोफेसी | हाँ | 1280x720 |
| EVK3[23] कैमरा (IMX636 ES/ Prophesee Gen 3.1) | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | नहीं | प्रोफेसी | हाँ | 1280x720 / 640×480 |
| EVK4[24] कैमरा (IMX636 ES) | ध्रुवीयता | नहीं | नहीं | नहीं | प्रोफेसी | हाँ | 1280x720 |
| IMX637[25] sensor | ध्रुवीयता | हाँ | नहीं | नहीं | सोनी / प्रोफेसी | नहीं | 640x512 |
रेटिनोमॉर्फिक संवेदक
इवेंट संवेदक का एक अन्य वर्ग इस नाम का रेटिनोमॉर्फिक संवेदक है। जबकि रेटिनोमॉर्फिक शब्द का प्रयोग सामान्यतः इवेंट संवेदकों का वर्णन करने के लिए किया गया है,[26][27] 2020 में इसे श्रृंखला में एक प्रतिरोधी और साधारण संधारित्र के आधार पर एक विशिष्ट संवेदक डिज़ाइन के नाम के रूप में अपनाया गया था।[28] ये संधारित्र प्रकाशीय संधारित्र से भिन्न होते हैं, जिनका उपयोग सौर ऊर्जा को स्टोर करने के लिए किया जाता है,[29] और इसके अतिरिक्त रोशनी के अनुसार धारिता को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। धारिता बदलने पर वे थोड़ा आवेशित/अनावेशित होते हैं, लेकिन संतुलन में रहते हैं। जब एक साधारण संधारित्र को एक अवरोधक के साथ श्रृंखला में रखा जाता है, और परिपथ में एक इनपुट वोल्टेज लगाया जाता है, तो परिणाम एक संवेदक होता है जो प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन होने पर वोल्टेज को आउटपुट करता है, अन्यथा नहीं करता है।
अन्य इवेंट संवेदक (सामान्यतः एक प्रकाश चालकीय डायोड और कुछ अन्य परिपथ तत्व) के विपरीत, ये संवेदक स्वाभाविक रूप से सिग्नल उत्पन्न करते हैं। इसलिए उन्हें एक एकल उपकरण माना जा सकता है जो अन्य इवेंट कैमरों में एक छोटे परिपथ के समान परिणाम उत्पन्न करता है। रेटिनोमॉर्फिक संवेदक का आज तक केवल एक अनुसंधान वातावरण में अध्ययन किया गया है।[30][31][32][33]
कलनात्मक विधि
प्रतिबिम्ब पुनर्रचना
घटनाओं से प्रतिबिम्ब पुनर्रचना में उच्च गतिशील सीमा , उच्च अस्थायी विभेदन और कम गति ब्लर के साथ चित्र और वीडियो बनाने की क्षमता है। समतुल्यकालिक स्मूथिंग का उपयोग करके प्रतिबिम्ब पुनर्रचना प्राप्त किया जा सकता है, उदा उच्च पास फिल्टर ,हाई-पास या पूरक फिल्टर और ढाल अनुमान[34] इसके बाद ग्रेडिएंट-डोमेन इमेज प्रोसेसिंग[35]वैकल्पिक तरीकों में गणितीय अनुकूलन सम्मिलित है[36]।
स्थानिक संवलन
स्थानिक घटना-संचालित संवलन की अवधारणा को 1999 में पोस्ट किया गया था[37] (डीवीएस से पहले), लेकिन बाद में यूरोपीय संघ की परियोजना कैवियार[38] (जिसके समय डीवीएस का आविष्कार किया गया था) के समय घटना-दर-घटना एक मनमाना संवलन कर्नेल प्रस्तुत करके सामान्यीकृत किया गया था। घटना के चारों ओर इंटीग्रेटेड-एंड-फायर पिक्सेल की एक सरणी में समन्वय करें।[39] मल्टी-कर्नेल इवेंट-संचालित संवलन का विस्तार[40] इवेंट-संचालित डीप कन्वेन्शनल न्यूरल नेटवर्क के लिए अनुमति देता है।[41]
गति संसूचक और अनुगामी
एक इवेंट कैमरा द्वारा देखी गई प्रतिबिम्ब विभाजन और चलती वस्तु का पता लगाना एक सूक्ष्म कार्य लग सकता है, क्योंकि यह संवेदक ऑन-चिप द्वारा किया जाता है। हालाँकि, ये कार्य कठिन हैं, क्योंकि घटनाओं में बहुत कम जानकारी होती है[42] और इसमें बनावट और रंग जैसी उपयोगी दृश्य विशेषताएं सम्मिलित नहीं हैं।[43] चलते कैमरे को देखते हुए ये कार्य और चुनौतीपूर्ण हो जाते हैं,[42]क्योंकि घटनाओं को प्रतिबिम्ब तल पर हर जगह प्रवर्तित किया जाता है, जो चलती वस्तुओं और स्थिर दृश्य (जिसकी स्पष्ट गति कैमरे की स्वयं-गति से प्रेरित होती है) द्वारा निर्मित होती है। इस समस्या को हल करने के लिए हाल के कुछ दृष्टिकोणों में गति-प्रतिपूर्ति मॉडल और पारंपरिक क्लस्टर विश्लेषण का समावेश सम्मिलित है।[44][45] [46][47][43][48]
संभावित अनुप्रयोग
संभावित अनुप्रयोगों में वस्तु पहचान, स्वायत्त वाहन और यंत्रमानवशास्त्र सम्मिलित हैं।[32]अमेरिकी सेना अवरक्त विकिरण और अन्य इवेंट कैमरों पर विचार कर रही है क्योंकि उनसे कम बिजली की खपत और कम ऊष्मा का उत्पादन होता है।[7]
यह भी देखें
- तंत्रिकाप्रभावी इंजीनियरिंग
- रेटिनोमॉर्फिक संवेदक
- रोलिंग शटर
संदर्भ
- ↑ Li, Hongmin; Liu, Hanchao; Ji, Xiangyang; Li, Guoqi; Shi, Luping (2017). "CIFAR10-DVS: An Event-Stream Dataset for Object Classification". Frontiers in Neuroscience (in English). 11: 309. doi:10.3389/fnins.2017.00309. ISSN 1662-453X. PMC 5447775. PMID 28611582.
- ↑ Sarmadi, Hamid; Muñoz-Salinas, Rafael; Olivares-Mendez, Miguel A.; Medina-Carnicer, Rafael (2021). "एक इवेंट कैमरा का उपयोग करके बाइनरी स्क्वायर फिडुशियल मार्कर का पता लगाना". IEEE Access. 9: 27813–27826. arXiv:2012.06516. doi:10.1109/ACCESS.2021.3058423. ISSN 2169-3536. S2CID 228375825.
- ↑ Liu, Min; Delbruck, Tobi (May 2017). "Block-matching optical flow for dynamic vision sensors: Algorithm and FPGA implementation". 2017 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). pp. 1–4. arXiv:1706.05415. doi:10.1109/ISCAS.2017.8050295. ISBN 978-1-4673-6853-7. S2CID 2283149. Retrieved 27 June 2021.
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 Lichtsteiner, P.; Posch, C.; Delbruck, T. (February 2008). "A 128×128 120 dB 15μs Latency Asynchronous Temporal Contrast Vision Sensor" (PDF). IEEE Journal of Solid-State Circuits. 43 (2): 566–576. Bibcode:2008IJSSC..43..566L. doi:10.1109/JSSC.2007.914337. ISSN 0018-9200. S2CID 6119048.
- ↑ 5.0 5.1 5.2 Posch, C.; Matolin, D.; Wohlgenannt, R. (January 2011). "A QVGA 143 dB Dynamic Range Frame-Free PWM Image Sensor With Lossless Pixel-Level Video Compression and Time-Domain CDS". IEEE Journal of Solid-State Circuits. 46 (1): 259–275. Bibcode:2011IJSSC..46..259P. doi:10.1109/JSSC.2010.2085952. ISSN 0018-9200. S2CID 21317717.
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- ↑ Taverni, Gemma; Paul Moeys, Diederik; Li, Chenghan; Cavaco, Celso; Motsnyi, Vasyl; San Segundo Bello, David; Delbruck, Tobi (May 2018). "Front and Back Illuminated Dynamic and Active Pixel Vision Sensors Comparison" (PDF). IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. 65 (5): 677–681. doi:10.1109/TCSII.2018.2824899. ISSN 1549-7747.