CMOSビジョンシステムオンチップ(VSoC)

 

ビジョンシステムオンチップ(VSoC)は、撮像して画像を読みだすだけのCMOSイメージセンサとは異なり、ユーザによってプログラムされたアルゴリズムに従いリアルタイムの画像の処理を行い、その結果に基づいて判定を行う機能も持っています。

 
VSoC技術を選択する理由とは?
昨今、デジタルカメラを使い画像処理能装置を構築する費用は小さくなっています。しかし、デジタルカメラ、フレームグラバーとPCからなる普及型の標準的な画像処理装置は、特に高速アプリケーションにおいて、画像データ通信に関わる部分のコストが非常に高価となっています。
VSoCを使った構成では、画像取り込みおよび画像処理が同一のチップ上にあります。そのため、チップ上で前半の画像処理を行い必要な画像情報だけを転送するようにすると、画像データの通信量および必要とする帯域が大幅に削減され、いくつかのケースでは、判定結果を送るだけとなります。VSoC上に撮像部と画像処理部が密接に配置されてるため、複雑な画像処理を行う場合でもデータ転送の高速なネットワークを高速かつ容易に構築することが可能です。
 
この機能は、様々な大きさのセンサにスケーラビリティを持ち、柔軟に対応することが出来るため、様々分野のアプリケーションにも効果を発揮します。
 
AnaFocusのVSoCとは?
VSoCを構築するもっとも簡単な方法は、CMOSイメージセンサ、マイクロプロセッサ、およびいくつかのメモリを1つのチップに入れる方法です。
 
この方法では、限られたアプリケーションには通用しますが、多くのアプリケーションでは問題が発生します。それは、実際のアプリケーションでは、必ず画像処理で並列処理が必要になるためです。
このリアルタイムで複雑な画像処理のプロセスを実行するためには、膨大な画像処理能力とメモリーを必要とします。 この膨大な画像処理能力とメモリーを必要とすることが、システム·オン·チップ(SoC)でソリューションを作る時に最大のネックになります。
AnaFocus創設者は、20数年の期間を掛けて、SoCの中で複雑な画像処理を効率良く実行するためのアーキテクチャを開発、特許を取得しました。 このアーキテクチャの主要な概念にあるのは、並列マルチレイヤ画像処理です。
 
概念的には、この画像処理のアーキテクチャはシンプルです:
多くの小さな処理ブロックに画像処理を分割し、それらを一緒に動作させます。 この方法が、一般的な"センサー + CPU"で構築されるシステムと比較して、画像処理能力や画像メモリーへのコストを大幅に削減することが出来ます。
 
AnaFocusの画像処理アーキテクチャには、アナログ画像処理の手法を利用しています。
 
長年の研究と複数のチップでの試行錯誤の結果、アナログでの処理を利用することにより、特定の画像処理を精度よく、低消費電力かつ面積効率のよい設計が出来るようになりました。 このような処理は、デジタル化する前に画素アレイからの直接アナログの画像に対して処理されます。 このようなアナログ処理ブロックは、物理的に画素アレー内もしくは列方向にアナログプロセッサとして配置し、画像の行ごとの読み出しの期間に動作します。
 
VSoCアーキテクチャで適切なデザインで開発された製品は、以前のコンセプトで作られた複数チップで構成された高価なスマートカメラと比較して、同一性能を持ちながら価格で優位性を保ちながらサイズもコンパクトになります。
 
VSoCはどのように設計するのでしょうか?
VSoCの設計は、イメージセンサの設計と同時にリアルタイム画像を実現するためのソフトウェア·ハードウェアを理解してSoCを設計する必要があります。AnaFocusは、高性能で費用対効果のあるSoCを開発するために、ビジョンアプリケーションに適した画像取り込み、画像処理やデータ通信機能などの自社で開発されたシリコンで実証済みのIPを持っています。
 
このような革新的かつ強力なVSoCを使う手法は、お客様にとって他社にはない製品となり、市場での優位性を高めるために貢献しています。