Le CEA-Leti a revendiqué le premier imageur autonome de l'industrie qui active les smartphones et les petits appareils grâce à la reconnaissance faciale. Cet imageur combine l'exposition automatique pour toutes les conditions d'éclairage, la détection de mouvement, l'extraction de caractéristiques pour un fonctionnement basé sur les événements et la détection d'objets basée sur l'intelligence artificielle.
L'imageur autonome, appelé µWAI (micro-WAY), est aussi petit qu'une pièce de 1 € et dispose d'une nouvelle architecture de lecture et de traitement co-conçue avec un pipeline algorithmique optimisé, censé fournir un réveil ultra-faible consommation modes et mise en œuvre de silicium compact pour des économies de coûts.
Qu'est-ce qu'un imageur autonome ? C'est une nouvelle classe d'image capteur avec la co-conception étroite de l'acquisition et du traitement d'images autonomes, a déclaré Antoine Dupret, responsable des partenariats industriels du CEA-Leti. « En fait, il s'agit plutôt d'un capteur de vision puisqu'il analyse la scène pour en extraire les informations pertinentes.
L'institut de recherche technologique a déclaré qu'il s'agissait du premier capteur d'image intelligent à combiner l'exposition automatique pour toutes les conditions d'éclairage (pour une reconnaissance précise dans des conditions variables) et une plage dynamique de 88 dB, ainsi que la détection de mouvement, l'extraction de caractéristiques pour un fonctionnement basé sur des événements, et Reconnaissance d'objets basée sur l'IA qui déclenche une identification très fiable (avec une précision de 95%).
Imageur autonome du CEA-Leti µWAI (Image : CEA-Leti)
La reconnaissance basée sur l'IA offre deux avantages clés. « L'IA a deux caractéristiques importantes qui sont exploitées dans l'imageur autonome. Premièrement, l'IA permet d'atteindre un taux de reconnaissance élevé. Il finit par réduire davantage la consommation d'énergie en réduisant le nombre de réveils par fausse alarme », a déclaré Dupret. « Deuxièmement, l'IA est, dans une certaine mesure, polyvalente, c'est-à-dire que le même algorithme et/ou matériel peut être utilisé pour la reconnaissance de différents objets en changeant simplement les « poids », les caractéristiques apprises. L'imageur autonome peut donc être utilisé pour reconnaître d'autres objets.
Faible consommation d'énergie
Ensemble, les principales caractéristiques de l'imageur - exposition automatique pour toutes les conditions d'éclairage, détection de mouvement, extraction de caractéristiques pour un fonctionnement basé sur des événements et reconnaissance d'objets basée sur l'IA - permettent une prise de décision très fiable pour quelques dizaines de pJ/pixel/ cadre, surpassant les systèmes existants sur étagère, selon le CEA-Leti.
"Les chiffres sont dérivés de la consommation d'énergie, de la fréquence d'images et de la résolution du capteur d'image", a déclaré Dupret. "Considérant un capteur d'image VGA fonctionnant à 15 ips avec une consommation électrique de 100 mW, l'énergie par pixel et image est de 100e-3/310e3/15=21 nJ/pixel/image, sans aucun traitement."
Le chercheur a déclaré qu'une mise en œuvre typique utilisant une caméra à faible consommation et un processeur nécessite environ 10,000 XNUMX fois plus d'énergie qu'un imageur µWAI.
Dupret a déclaré qu'une implémentation COTS nécessite au minimum un capteur d'image et un microcontrôleur. « Un capteur d'image basse résolution typique consomme quelques dizaines de milliwatts. Elle nécessite un microcontrôleur pour adapter son fonctionnement, par exemple pour régler le temps d'exposition. Ensuite, l'image doit être analysée. Dans l'ensemble, le budget de puissance minimum est de l'ordre de quelques centaines de milliwatts. »
Le CEA-Leti revendique un fonctionnement de 3 à 6 µW pour l'imageur, qui répond aux exigences des applications IoT, et il peut fonctionner avec une pile bouton qui dure cinq ans.
Cependant, le gain n'est pas si spectaculaire en termes de surface ou de volume, a déclaré Dupret. « L'imageur autonome est destiné à réveiller un système plus complexe. Par conséquent, d'autres processeurs sont nécessaires pour exploiter davantage les images.
L'imageur offre également une reconnaissance basée sur l'IA conforme à la confidentialité, car les images sont traitées dans le capteur d'image lui-même. « Le capteur d'image µWAI effectue un traitement des données à la volée dans le capteur d'image (sans aucune mémoire de trame). Par conséquent, le contenu de la scène n'est pas envoyé en dehors de la puce et seul un ensemble de fonctionnalités le sont.
Les applications du capteur d'image µWAI incluent la commutation automatique et l'identification des visages dans les appareils mobiles, la commutation intelligente sans contact des appareils ménagers et les appareils de sport et de divertissement dans les maisons intelligentes. Le capteur d'image intelligent peut également être utilisé pour la reconnaissance faciale, le comptage de personnes, le déclenchement d'alarmes dans les bâtiments intelligents, la sensibilisation à la situation à l'intérieur du véhicule, l'identification du conducteur, la sensibilisation à la situation de stationnement et un système de déverrouillage intelligent dans les automobiles.
L'équipe du CEA-Leti travaille main dans la main avec STMicroelectronics pour développer des produits spécifiques d'imageurs intelligents dans le but d'étendre la sans souci à d'autres cas d'utilisation, a déclaré Dupret. Actuellement, le CEA-Leti exploite la technologie de pointe CIS et le pixel BIS de STMicroelectronics.
« La prochaine application dépendra de ce que nos partenaires industriels cibleront », a déclaré Dupret. « Le CEA-Leti travaille main dans la main avec des partenaires industriels pour développer des innovations sur mesure.
La technologie µWAI sera présentée lors de l'événement numérique du CEA-Leti, Leti Innovation Days, les 22 et 23 juin 2021.