واحد خبر mobile.ir : در بین پنج حسی که در بدن ما وجود دارد، حس بینایی بیش از بقیه تکامل یافته و به نوعی، غنی‌ترین حس محسوب می‌شود. قابلیت‌های پردازشی بصری انسان به پشتوانه بیش از 2 میلیون رشته عصبی که از شبکیه به مغز کشیده شده، توسعه یافته‌اند. طی چند دهه اخیر، دنیای دیجیتال در تلاش بوده تا از توانایی‌های پردازشی چشم انسان فراتر برود. در این میان، یکی از چالش‌هایی که کمپانی Arm با آن مواجه بوده، خلق "چشم‌های دیجیتال" برای پردازش بی‌درنگ تصاویر با کیفیت بالاتر است تا بدین وسیله بتوان حقیقی‌ترین حس را از یک محیط به بیننده منتقل کرد. در همین راستا، Arm اخیرا از طراحی دو پردازنده سیگنال تصویری با نام‌های Mali-C52 و Mali-C32 خبر داده است.

درست است که هدف Arm از طراحی این پردازنده‌ها، استفاده در محصولات رده بالای بازار نیست، اما این دو تراشه به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند توانایی‌های پردازشی و کیفیت تصویر را در بخش‌هایی از بازار که سریع‌ترین رشد را داشته‌اند، بهبود ببخشند. طبق برآوردهای Arm، در بین دیوایس‌های متصل به اینترنت، تقاضا برای آن دسته از دیوایس‌های اینترنت اشیا (IoT) که در آنها قابلیت‌های بصری تعبیه شده، بسیار بالاست، که از این جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بازار دوربین‌های نظارتی و دوربین‌های تحت شبکه با سرعت رو به گسترش بوده و عرضه این دیوایس‌ها تا سال 2021 با نرخ رشد سالانه 20 درصد به بیش از 500 میلیون دستگاه خواهد رسید.

• عرضه روبات‌های شخصی با نرخ رشد چشمگیر سالانه 75 درصد پیش رفته و انتظار می‌رود در سال 2021 حدود 2 میلیون دستگاه از این روبات‌ها وارد بازار شود.

• بازار منازل هوشمند با رشد سالانه 14 درصد، تا سال 2021 به 88 میلیون رسیده و دیوایس‌های دیگری مثل هواپیماهای بدون سرنشین، تجهیزات واقعیت مجازی ترکیبی و واقعیت افزوده و دوربین‌های ورزشی، دیگر در زمره دیوایس‌های نوظهور بازار محسوب نشده و محصولاتی با مشتریان گسترده به شمار می‌روند.

کمپانی Arm نیز در پاسخ به تقاضا برای کیفیت بالاتر تصاویر بی‌درنگ در این دیوایس‌ها، نسل جدیدی از پردازنده‌های سیگنال‌های تصویری یا ISP را با نام‌های Mali-C52 و Mali-C32 معرفی نمود.

یکی از مهم‌ترین جنبه‌های تکنولوژی تصویری مورد استفاده در دیوایس‌های یاد شده، به تکنولوژی پردازنده سیگنال تصویری (ISP) تعبیه شده در هر یک از آنها مربوط می‌شود. در این دیوایس‌های محدود، مهم‌ترین کار یک ISP، ارائه دقیق‌ترین و بالاترین کیفیت تصویری در زمان استخراج داده از یک سنسور تصویری و پردازش کردن هر پیکسل است، به ویژه زمانی که پای یادگیری ماشینی در میان باشد. پردازنده‌های جدید Mali-C52 و Mali-C32 بیش از 25 مرحله پردازشی را روی هر پیکسل اعمال می‌کنند، که 3 مورد از آنها به لحاظ کیفیت تصویر خروجی، نقش تعیین‌کننده‌ای دارند: دامنه دینامیکی بالا (HDR)، کاهش نویز و مدیریت رنگ. طبق ادعای Arm، به لطف تکنولوژی Iridix (که در اختیار Arm است) و سایر الگوریتم‌های پیشرو در صنعت برای مدیریت نویز و رنگ، پردازنده‌های Mali-C52 و Mali-C32 می‌توانند هر سه مورد فوق را با رزولوشن بالا و به صورت بی‌درنگ ارائه کنند (به عنوان مثال، رزولوشن 4K با سرعت 60 فریم در ثانیه).

برای درک اهمیت مقوله "دامنه دینامیکی بالا" (HDR)، به مثال زیر توجه کنید. فرض کنید یک دوربین امنیتی در محیطی باز و روشن نصب شده و در حال تصویربرداری است. خروجی تصاویر چنین دوربینی معمولا پر از قسمت‌های روشن و سایه‌های عمیق است. طبیعتا چشم انسان به‌راحتی می‌تواند کنتراست موجود در این محیط را درک کند، اما سنسورهای دیجیتال برای برداشت تصویر از چنین منظره‌ای، معمولا به نوردهی‌های متعدد نیاز دارند. برای ثبت این منظره HDR، تکنولوژی تصویربرداری باید دقتی بین 20 تا 24 بیت در هر پیکسل داشته باشد. این در حالی‌ست که این رقم در سیستم‌های کنونی بین 8 تا 10 بیت بوده و همین امر، مقدار داده‌های قابل کنترل را محدود می‌کند. با این اوصاف، ISP بایستی داده HDR (با عمق بیت بیشتر) را پردازش کرده و سپس آن را فشرده نموده و برای استفاده بعدی لحاظ کند. در نهایت، اگر دامنه دینامیکی به درستی مدیریت نشود، جزییات موجود در سایه‌ها از دست رفته و در تصویر ثبت نخواهند شد.

ISPهای جدید Mali – با بهره‌مندی از تکنولوژی مدیریت دامنه دینامیکی و نگاشت رنگ‌مایه‌ها (tone mapping) – به گونه‌ای طراحی شده‌‌اند تا ضمن غلبه بر محدودیت‌های دیوایس‌های مذکور، سازوکاری را فراهم کنند که بیننده بدون نیاز به تماس دست‌کاری یا تغییر دادن هایلایت‌های تصویر، بتواند سایه‌های برجسته شده را ببیند. دوربین‌های تا وضوح 16 مگاپیکسلی توسط این ISPها پشتیبانی می‌شوند. ناگفته نماند، ISPهای جدید Arm، خروجی دوگانه دارند؛ به این معنا که در کنار تولید عکس‌هایی با رزولوشن بسیار بالا، می‌توانند به طور همزمان ویدئوهای نه چندان باکیفیت با وضوح تقلیل‌یافته را نیز استریم کنند.

پردازنده Mali-C52 با دو پیکربندی متفاوت تولید می‌شود: یک پیکربندی که برای کیفیت عکس بهینه شده و پیکربندی دیگر که برای سطح سیلیکون مورد استفاده، بهینه شده است (سطح سیلیکون در قیمت تمام‌شده پردازنده تأثیرگذار خواهد بود). این انعطاف‌پذیری موجب می‌شود تا شرکای Arm بتوانند IP (مالکیت معنوی) و نرم‌افزار یکسانی را در طیف مختلفی از محصولات و کاربردها، استفاده کنند. لازم به ذکر است، پردازنده Mali-C32 به طور خاص برای سطح سیلیکونی کمتر بهینه‌سازی شده و عمدتا در دیوایس‌های کم‌مصرف و ارزان‌قیمت (مثل هواپیماهای پرنده‌های Drone بدون سرنشین اسباب بازی) به کار گرفته خواهد شد. پیش‌بینی Arm آن است که این ISPها در کنار برخی از جدیدترین CPUها و GPUهای سری Cortex-A و همچنین واحد پردازش عصبی Trillium (مخصوص یادگیری ماشینی) به کار گرفته شوند.

Arm مالکیت معنوی سخت‌افزار را به همراه درایورهای نرم‌افزاری ISP (از جمله نوردهی خودکار، تعادل رنگ سفید خودکار، فوکوس خودکار)، کالیبراسیون و ابزارهای تنظیم ارائه می‌کند. به این ترتیب، هر دو ISP جدید را می‌توان راه‌کارهای کاملی تلقی کرد. از جمله ویژگی‌ها و مزایای این دو پردازنده، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• کیفیت بیشتر: به گفته Arm، تکنولوژی Iridix طوری طراحی شده که با مدل‌سازی دقیقِ انطباق کنتراست شبکیه چشم انسان، موجب می‌شود تا دوربین مثل چشم انسان ببیند.

• عملکرد بالاتر: طبق ادعای شرکت، سرعت پردازش این ISPها 600 مگاپیکسل در ثانیه است. این همان کیفیت عکاسی حرفه‌ای (به عنوان مثال، در دوربین‌های DSLR) است با سرعت انتقال تصویر در حد اسمارت‌فون‌های پیشرفته.

• بسته نرم‌افزاری کامل: Arm این دو محصول جدید را از طریق درایورهایی برای کدگذاری لینوکس و یا صرفا خودِ سخت‌افزار پشتیبانی می‌کند که شامل نرم‌افزار برای نوردهی خودکار، تعادل رنگ سفید خودکار و فوکوس خودکار می‌شود .

• تنظیم انعطاف‌پذیر: با استفاده از مجموعه کاملی از ابزارهای تنظیم و کالیبراسیون، می‌توان این پردازنده‌ها را هم به شکل ذهنی و هم به طور عینی تنظیم نمود.