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Nov 09, 2023

WiMi Hologram Cloud ha sviluppato un SoC dedicato

BEIJING, June 1, 2023 /PRNewswire/ -- WiMi Hologram Cloud Inc. (NASDAQ: WIMI)

PECHINO, 1 giugno 2023 /PRNewswire/ -- WiMi Hologram Cloud Inc. (NASDAQ: WIMI) ("WiMi" ​​o la "Società"), fornitore leader globale di tecnologia Hologram Augmented Reality ("AR"), ha annunciato oggi lo sviluppo di un sistema di computer dedicato system-on-a-chip (SoC) field-programmable gate array (FPGA) che esegue immagini olografiche a pixel singolo in tempo reale.

Un SoC-FPGA è un'integrazione su larga scala (LSI) in cui una CPU e un FPGA integrati sono implementati su un sistema monolitico. Ha prestazioni computazionali più elevate rispetto a una sola CPU integrata, maggiore flessibilità rispetto a un solo FPGA e può essere molto più piccolo di un computer. Inoltre, la selezione degli algoritmi di ricostruzione che dovrebbero essere implementati come circuiti computazionali è importante per la progettazione di computer dedicati all'imaging a pixel singolo. Gli FPGA hanno prestazioni computazionali più elevate ma risorse hardware limitate. Non sono bravi in ​​calcoli complessi come divisioni e radici quadrate. I metodi di ottimizzazione e il deep learning nell'algoritmo possono ottenere una ricostruzione di alta qualità nell'imaging a pixel singolo e i metodi di ottimizzazione soffrono di carico computazionale a causa dell'approccio iterativo.

Flusso di prova SoC-FPGA di WiMi: l'obiettivo della fotocamera forma un'immagine dell'oggetto target sul DMD. L'immagine dell'oggetto target viene modulata codificando il modello di maschera visualizzato sul DMD. La luce modulata viene raccolta da una lente, misurata da un rilevatore a dispositivo singolo e convertita in un segnale digitale. Inoltre, un computer dedicato ricostruisce l'immagine dell'oggetto target in base all'intensità della luce. La parte FPGA ricostruisce l'immagine, mentre la CPU integrata nel SoC-FPGA di WiMi genera il disegno e lo inizializza sul display olografico.

La luce dell'oggetto viene formata sul DMD dall'obiettivo della fotocamera. Sul DMD viene visualizzato un modello di maschera codificato che modula la luce dell'oggetto. La luce modulata viene raccolta da una lente e misurata come intensità luminosa da un rilevatore a elemento singolo. L'intensità luminosa ottenuta viene convertita da un segnale di intensità analogica a un segnale digitale mediante un convertitore analogico-digitale. Il circuito ricevitore nell'FPGA salva il segnale convertito nella memoria interna dell'FPGA quando si imposta il segnale di sincronizzazione, che viene generato quando il DMD viene commutato nella nuova modalità maschera di codifica. Dopo che il circuito di ricezione ha salvato il segnale un numero specificato di volte, il circuito di ricostruzione calcola l'ologramma dell'oggetto target. Quindi, la CPU integrata nel chip SoC-FPGA riceve il risultato della ricostruzione e lo visualizza su un pannello di visualizzazione dedicato per realizzare l'osservazione in tempo reale dell'immagine olografica dell'oggetto target su un pannello di visualizzazione olografico dedicato.

Per migliorare l'efficienza computazionale, il SoC-FPGA utilizza un algoritmo di correlazione dell'immagine fantasma per FPGA, che ha un basso utilizzo di memoria e una forma computazionale semplice. L'algoritmo introduce l'ottimizzazione del modello di maschera di codifica. Questo algoritmo di imaging fantasma migliora la qualità dell'immagine ma ha requisiti di memoria elevati. Nello specifico, l'implementazione dell'algoritmo di imaging fantasma richiede l'utilizzo di due raggi spazialmente separati: un raggio di riferimento e un raggio di oggetto. Questo metodo di imaging si basa su tecniche di intercorrelazione o simili all'intercorrelazione, che consentono la ricostruzione dell'immagine utilizzando un singolo rilevatore di fotoni.

Il principio di base dell'algoritmo è quello di eseguire una misurazione di correlazione tra due raggi spazialmente separati e quindi utilizzare un algoritmo informatico per ricostruire l'immagine target. Ad esempio, il raggio di riferimento passa attraverso un dispositivo di interferenza casuale che produce modelli di intensità luminosa casuali. Questi modelli di intensità luminosa vengono trasmessi al raggio dell'oggetto e un rilevatore a fotone singolo li rileva dopo aver attraversato l'oggetto. I valori di intensità luminosa misurati dal rilevatore a fotone singolo vengono registrati e correlati con i modelli di intensità luminosa del fascio di riferimento. Le informazioni sull'immagine target possono essere ottenute facendo la media delle misurazioni multiple di intercorrelazione.