新加坡國立大學研究出新型微型視覺處理晶元，能夠應用於物理網領域，可極大降低系統尺寸

近日，來自新加坡國立大學（National University of Singapore，NUS）的研究團隊研究出一種新型微型視覺處理晶元（簡稱EQSCALE），該晶元可在極低功率下獲取視頻幀中的微小細節，可顯著減小系統尺寸。研究小組表示，該晶元的視頻特徵提取器的功耗比同類晶元低20倍，新型EQSCALE晶元可將智能視覺系統的尺寸降低至毫米級別。

圖為新加坡國立大學Massimo Alioto研究員照片

毫米級別

例如，當前的晶元消耗高達數百毫瓦的功率給智能手機供電。為了實現接近永久的操作，設備可以由太陽能電池供電，太陽能電池從居住空間的自然照明中獲取能量。然而，這種裝置需要具有厘米或更大尺寸的太陽能電池，實現小型化還有困難。根據團隊的說法，對於縮小到毫米級的系統，它們將需要消耗不到一毫瓦的功率。

新加坡國立大學研究團隊設計的微晶元能夠以0.2 mW的功耗進行連續特徵提取。將該技術應用到智能視覺系統可以實現設備小型化的進一步發展。新的特徵提取器邊長小於一毫米。

技術突破

國立大學副教授Massimo Alioto表示：「這一技術突破是通過能源質量擴展的概念來實現的，在這個概念中，能量消耗和質量在功能提取之間的權衡得到了調整，晶元模擬了人類觀察視覺場景的動態變化，根據任務的不同，能夠在不同的細節水平和質量水平上處理視頻細節。即使在由於目標質量下降而遺漏了大量興趣點的情況下，能量質量縮放也可以實現正確的目標識別。

EQSCALE晶元可以通過毫米級太陽能電池連續供電，無需更換電池，這可能是毫米級視覺系統向無限期運行的突破性一步。

該團隊正在研究開發小型化計算機視覺系統的可能性，該系統包括由微晶元支持的視覺功能的智能相機和理解視覺場景的機器學習引擎。

目標

該團隊的最終目標是實現大規模分散式視覺系統的開發，以實現大範圍、無處不在的視覺監控，遠遠超越傳統的攝像機概念。

Alioto說：「視覺電子系統具有很長的使用壽命，由於其高功耗和大尺寸的特點，目前不適用於物聯網應用，我們的團隊通過微小的EQSCALE晶元解決了這些挑戰，而且我們已經證明，該晶元應用在智能相機上是可行的。我們希望通過這種新的能力加速在物聯網中植入視覺系統的發展進程。」

參考文獻

「EQSCALE: Energy-quality scalable feature extraction engine for Sub-mW real-time video processing with 0.55 mm2 area in 40nm CMOS」.Anastacia B. Alvarez, Gopalakrishnan Ponnusamy, Massimo Alioto.IEEE.doi: 10.1109/ASSCC.2017.8240261

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