Strategie di progettazione a basso consumo energetico per i moduli fotocamera

Ecco alcune strategie per il design a basso consumo energetico. fotocamerein Italiano

Sensore d'immagine: Scegliere sensori con modalità a basso consumo energetico. Ad esempio, alcuni sensori d'immagine CMOS possono entrare in una modalità di sonno ad ultra basso consumo energetico quando inattivi, svegliandosi solo quando è necessario catturare un'immagine. Questo può ridurre significativamente il consumo energetico. Inoltre, i nuovi sensori retroilluminati (BSI) possono offrire un consumo energetico inferiore rispetto ai tradizionali sensori retroilluminati frontalmente allo stesso livello di prestazioni, in quanto utilizzano la luce in modo più efficiente e riducono la potenza necessaria per ottenere una luminosità sufficiente.

Processore SoC in Italiano è "Sistema su Chip".Utilizzare processori system-on-chip (SoC) a basso consumo energetico. Questi chip sono spesso realizzati con processi di produzione avanzati, come il processo a basso consumo energetico di TSMC, che può ridurre sia il consumo energetico statico che dinamico. Inoltre, l'unità di gestione dell'alimentazione all'interno del SoC può regolare dinamicamente la tensione e la frequenza dei vari moduli in base al carico di lavoro, evitando un uso energetico non necessario.

Altre periferiche: Scegli modelli a basso consumo energetico per dispositivi periferici come moduli Wi-Fi e Bluetooth. Ad esempio, i moduli Bluetooth a basso consumo energetico (BLE) possono entrare in modalità sleep quando la trasmissione di dati è poco frequente, riducendo il consumo energetico.

Progettazione del circuito di gestione dell'alimentazione: Progettare circuiti di gestione dell'alimentazione efficienti per ridurre le perdite di energia attraverso una corretta distribuzione e conversione dell'alimentazione. Ad esempio, utilizzare alimentatori a commutazione invece di alimentatori lineari, poiché sono più efficienti e possono convertire più efficacemente la tensione di ingresso alle tensioni operative richieste per i componenti della fotocamera. Inoltre, aggiungere più interruttori di alimentazione nel circuito per controllare l'alimentazione ai vari componenti in base a diversi modi operativi (come inattivo, anteprima e registrazione), consentendo una gestione dell'alimentazione dettagliata.

Ridurre i Parametri Parassitari del Circuito: Durante la fase di progettazione della PCB, ottimizzare il routing e il posizionamento dei componenti per ridurre la capacità parassitaria e l'induttanza nel circuito. Questi parametri parassitari possono causare perdita di energia durante la trasmissione del segnale, quindi ridurli può migliorare l'efficienza del circuito e ridurre il consumo energetico. Ad esempio, accorciare la lunghezza delle linee di segnale ad alta frequenza per ridurre la riflessione e l'attenuazione del segnale, riducendo così il consumo energetico durante la trasmissione del segnale.

Meccanismo Smart Sleep and Wake: Il software controlla l'ingresso in modalità sleep quando non è necessario (ad esempio, nessun movimento rilevato o nessuna operazione per molto tempo). In modalità sleep, i componenti hardware non necessari, come l'encoder video e il modulo di trasmissione Wi-Fi, vengono spenti, lasciando solo un modulo di monitoraggio a basso consumo energetico (come un sensore di movimento) per rilevare se la fotocamera deve essere svegliata. Quando il modulo di monitoraggio rileva le condizioni di risveglio (come il trigger di movimento o il comando del telecomando), sveglia rapidamente la fotocamera e ripristina il suo stato di funzionamento.

Regolazione del frame rate: Regola dinamicamente il frame rate del video in base alla dinamica della scena e alle esigenze dell'utente. Ad esempio, in una scena di sorveglianza, se l'immagine rimane invariata per molto tempo, il frame rate può essere ridotto per diminuire l'elaborazione e la trasmissione dei dati, riducendo così il consumo energetico. Aumenta nuovamente il frame rate quando necessario o quando è richiesta un'osservazione dettagliata.

Risoluzione inferiore: Nei casi in cui non è richiesto un alto dettaglio dell'immagine, abbassare la risoluzione dell'immagine tramite le impostazioni del software. Una risoluzione inferiore significa meno dati da raccogliere per il sensore dell'immagine e un carico di lavoro inferiore per l'encoder video, riducendo così il consumo energetico. Ad esempio, nella videosorveglianza remota in cui è necessaria solo una visione generale, è possibile utilizzare una risoluzione inferiore per l'anteprima.

Ottimizzazione dell'algoritmo di elaborazione delle immagini e dei video: ottimizzare gli algoritmi interni delle fotocamere per ridurre i calcoli. Ad esempio, negli algoritmi di compressione delle immagini, utilizzare metodi di codifica più efficienti come H.265/HEVC. Rispetto alla codifica tradizionale H264, questi possono ridurre il volume dei dati mantenendo la stessa qualità dell'immagine, riducendo il consumo energetico dell'encoder video. Inoltre, ottimizzare il miglioramento e il filtraggio delle immagini per ridurre i passaggi di calcolo non necessari e migliorare l'efficienza dell'algoritmo.

Ottimizzazione dell'algoritmo di rilevamento intelligente: Per algoritmi di rilevamento dell'obiettivo e di riconoscimento facciale nelle telecamere intelligenti, ottimizzare la struttura della rete neurale o i modelli leggeri per ridurre il calcolo mantenendo l'accuratezza del rilevamento. Ad esempio, l'utilizzo di convoluzioni separabili in profondità invece delle convoluzioni tradizionali può ridurre significativamente il calcolo, riducendo così il consumo energetico del processore che esegue questi algoritmi.