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Nov 09, 2023

WiMi 홀로그램 클라우드, 전용 SoC 개발

베이징, 2023년 6월 1일 /PRNewswire/ -- WiMi Hologram Cloud Inc.(나스닥: WIMI)

베이징, 2023년 6월 1일 /PRNewswire/ -- 선도적인 글로벌 홀로그램 증강 현실("AR") 기술 공급업체인 WiMi Hologram Cloud Inc.(NASDAQ: WIMI)("WiMi" ​​또는 "회사")가 오늘 개발을 발표했습니다. 실시간 단일 픽셀 홀로그램 이미징을 수행하는 전용 컴퓨터 SoC(시스템 온 칩) FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이)입니다.

SoC-FPGA는 내장형 CPU와 FPGA가 모놀리식 시스템에 구현되는 대규모 통합(LSI)입니다. 이는 임베디드 CPU 단독보다 계산 성능이 더 높고, FPGA 단독보다 유연성이 뛰어나며, 컴퓨터보다 훨씬 작을 수 있습니다. 또한, 계산 회로로 구현되어야 하는 재구성 알고리즘을 선택하는 것은 단일 픽셀 이미징 전용 컴퓨터를 설계하는 데 중요합니다. FPGA는 계산 성능이 더 높지만 하드웨어 리소스가 제한되어 있습니다. 나눗셈, 제곱근 등 복잡한 계산을 잘 하지 못합니다. 알고리즘의 최적화 방법과 딥러닝은 단일 픽셀 이미징에서 고품질 재구성을 얻을 수 있으며, 최적화 방법은 반복적 접근 방식으로 인해 계산 부하가 발생합니다.

WiMi의 SoC-FPGA 시험 흐름: 카메라 렌즈는 DMD에 대상 물체의 이미지를 형성합니다. DMD에 표시되는 마스크 패턴을 인코딩하여 대상 물체의 이미지를 변조합니다. 변조된 빛은 렌즈에 의해 수집되고 단일 장치 감지기로 측정된 후 디지털 신호로 변환됩니다. 또한 전용 컴퓨터는 빛의 강도에 따라 대상 물체의 이미지를 재구성합니다. FPGA 부분은 이미지를 재구성하는 반면 WiMi의 SoC-FPGA에 내장된 CPU는 도면을 생성하고 이를 홀로그램 디스플레이에서 초기화합니다.

카메라 렌즈에 의해 DMD에 물체광이 형성됩니다. 코딩된 마스크 패턴이 DMD에 표시되어 물체광을 변조합니다. 변조된 빛은 렌즈에 의해 수집되고 단일 요소 감지기에 의해 빛의 강도로 측정됩니다. 획득된 광량은 아날로그-디지털 변환기에 의해 아날로그 강도 신호에서 디지털 신호로 변환됩니다. FPGA의 수신기 회로는 DMD가 새로운 코딩 마스크 모드로 전환될 때 생성되는 동기화 신호 설정 시 변환된 신호를 FPGA 내부 메모리에 저장합니다. 수신 회로가 지정된 횟수만큼 신호를 저장한 후 재구성 회로는 대상 물체 홀로그램을 계산합니다. 그런 다음 SoC-FPGA 칩에 내장된 CPU는 재구성 결과를 수신하여 전용 디스플레이 패널에 표시하여 전용 홀로그램 디스플레이 패널에서 대상 물체의 홀로그램 이미지를 실시간으로 관찰합니다.

SoC-FPGA는 계산 효율성을 높이기 위해 메모리 사용량이 적고 계산 형식이 간단한 FPGA용 고스트 이미징 상관 알고리즘을 사용합니다. 알고리즘은 코딩 마스크 패턴 최적화를 도입합니다. 이 고스트 이미징 알고리즘은 이미지 품질을 향상시키지만 메모리 요구 사항이 높습니다. 특히 고스트 이미징 알고리즘을 구현하려면 공간적으로 분리된 두 개의 빔(기준 빔과 대상 빔)을 사용해야 합니다. 이 이미징 방법은 단일 광자 검출기를 사용하여 이미지를 재구성할 수 있는 상호 상관 또는 유사 상관 기술을 기반으로 합니다.

알고리즘의 기본 원리는 공간적으로 분리된 두 개의 빔 사이의 상관관계 측정을 수행한 다음 컴퓨터 알고리즘을 사용하여 대상 이미지를 재구성하는 것입니다. 예를 들어, 참조 빔은 무작위 광 강도 패턴을 생성하는 무작위 간섭 장치를 통과합니다. 이러한 광 강도 패턴은 물체 빔으로 전송되며, 단일 광자 검출기는 물체를 통과한 후 이를 감지합니다. 단일 광자 검출기에 의해 측정된 광도 값은 기록되고 기준 빔의 광도 패턴과 상호 연관됩니다. 여러 상호 상관 측정값을 평균하여 대상 이미지에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.