Технология обработки изображений работает под управлением Linux, ориентирована на приложения БПЛА

RFEL представила на уровне платы версии своей технологии обработки видео HALO, которая работает под управлением Linux на системе-чипе Xylinx Zynq ARM + FPGA.
Ранее представленные как надежная подсистема, предназначенная для приложений военной разведки, таких как БПЛА, новые платы HALO предоставляют встраиваемые версии сложных механизмов стабилизации и объединения изображений RFEL, которые могут формировать составные изображения путем объединения видимых и инфракрасных данных.

В апреле британская RFEL представила свою технологию HALO в форме надежной подсистемы, но не обнародовала подробности технологии, включая основу устройства Linux, до своего недавнего анонса компьютера на модуле на уровне платы (COM). и продукты формата XMC.
Новые платы предназначены для более легкой интеграции в новые и существующие беспилотные системы транспортных средств (БПЛА), более известные как дроны.


Подсистема RFEL HALO и COM

(нажмите на картинку, чтобы увеличить)

Все три продукта, которые поступят в продажу в октябре, предназначены для обработки видео в режиме реального времени с низким энергопотреблением, для видеонаблюдения в области обороны и безопасности, а также для промышленных приложений.
Говорят, что конкретные применения включают в себя наведение оружия на большие расстояния, наблюдение на базе БПЛА, помощь при вождении транспортных средств и мониторинг несанкционированных вторжений в зоны ограниченного доступа.

По словам RFEL, HALO решает проблему информационной перегрузки из-за растущих входных данных изображений, необходимых для создания Общей операционной картины (COP), основанной на действующем интеллекте.
Точно так же, как цифровые камеры позволяют делать намного больше фотографий из отпуска, чем можно успеть разобрать, растущая волна данных видеонаблюдения с высоким разрешением часто остается незамеченной.
Только в вооруженных силах США к 2015 году для анализа всего военного видео потребуется примерно 100 000 человек.

Основной вклад HALO заключается в том, чтобы ограничить количество времени, затрачиваемое как оператором, так и компьютером, на анализ плохих данных изображений.
Его технология обработки видео в реальном времени обуславливает поступающие данные и корректирует плохое качество необработанных изображений сенсора в сложных условиях освещения или в атмосферных условиях.

Например, камеры, установленные на движущихся транспортных средствах, часто страдают от дрожания и вибрации, что затрудняет анализ как для людей, так и для автоматизированных систем обработки видео.
Кроме того, для устройств с двумя камерами, которые одновременно регистрируют инфракрасный и видимый свет, что особенно полезно в сумерках, на рассвете, в тумане и других сложных условиях обработки изображений, требуются дорогостоящие энергоемкие процессоры, для интеграции которых может потребоваться время. связное изображение.

По словам RFEL, для решения этих проблем HALO обеспечивает улучшение и интеграцию изображений в реальном времени, одновременно значительно снижая нагрузку на данные в сети.
Стабилизатор изображения HALO обрабатывает и извлекает полезную информацию из шатких изображений.
В отличие от обычно используемых систем «отслеживания характеристик», HALO может исправлять сцены с плохо определенными функциями или экстремальными движениями, говорит RFEL.
Говорят, что технология обрабатывает трансляции от кадра к кадру размером до 40 пикселей (как по x, так и по оси y) и повороты между кадрами до 5 градусов.


Составное изображение, сформированное путем слияния видимых и инфракрасных данных.

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

По словам RFEL, технология объединения изображений HALO выходит за рамки простого усреднения данных изображений или использования наложений.
Вместо этого он формирует составное изображение на основе выбора наилучших характеристик как для ИК, так и для видимых изображений на основе пикселей.
Он блокирует видимые или инфракрасные данные, если они не вносят вклад в конкретную часть изображения, и интеллектуально объединяет данные, когда оба датчика вносят вклад.
По словам компании, этот процесс может вдвое сократить объем сохраняемых данных изображения, тем самым уменьшая пропускную способность обработки и связи, а также требования к хранилищу.


Архитектура RFEL HALO

(щелкните изображение, чтобы увеличить)

Говорят, что видео HALO включает в себя:

  • Встроенные IP-блоки включают в себя переключатель видеовхода, генератор тестового шаблона, переключатель видеовыхода, программный захват кадров, цифровой зум и цифровое наложение
  • Интеллектуальное слияние мультимодальных изображений, например, от видимого и ИК-датчика
  • Стабилизация изображения, даже когда платформа подвержена сильным вибрациям, а также когда изображения нечеткие или неконтрастные
  • Повышение контрастности для поддержания высокой производительности в условиях видимого и инфракрасного освещения
  • Шумоподавление для оптимизации работы в условиях низкой освещенности и для надежного слияния изображений
  • Коррекция искажения объектива и поддержка стандартов сжатия
  • Доступные видеовходы включают любые два: SD / HD-SDI, PAL / NTSC, Gigabit Ethernet, CamerLink
  • Доступные видеовыходы включают любые два: SD / HD-SDI, PAL / NTSC, Gigabit Ethernet, CamerLink, HDMI
  • Поддерживаемые разрешения входного и выходного видео до 1080p (Full HD), до 60 Гц

HALO основывается на технологии обработки, найденной в COM, или, как RFEL ссылается на нее, SOM (система на модуле), которая включает в себя систему на кристалле Xilinx Zynq-7020 .
Все более популярный Zynq сочетает в себе два ядра ARM Cortex-A9 с тактовой частотой от 667 МГц до 800 МГц и схемы FPGA - с двумя подсистемами SoC, тесно связанными межсоединением AXI4 и управляемыми через Linux.

По словам RFEL, среда разработки Linux для HALO, поддерживаемая документированными API и драйверами, облегчает клиентам интеграцию их собственных существующих микропрограмм и программного обеспечения клиента, включая решения, ориентированные на ПЛИС.
Его основанная на Linux платформа IQFabric SoC позволяет пользователям использовать функции постобработки видео HALO, такие как автоматическое отслеживание целей, идентификация функций или обнаружение изменений.

Как упоминалось выше, технология RHEL HALO предлагается в трех форм-факторах: COM, XMC и готовая подсистема:

  • HALO SOM - версия COM размером 90 x 75 мм (3,6 x 3 дюйма) включает Xilinx Zynq-7020, оснащенный 1 ГБ общей памяти ARM / FPGA и 256 МБ только FPGA памяти.
    Другие функции включают в себя гигабитный контроллер Ethernet, слот microSD и подключение 4 × 10 LVDS (опционально 4 × 20 с одним концом).
    COM также оснащен 3D-гироскопом, механизмом шифрования SHA-1, блоком питания и монитором температуры.
    RFEL сообщает, что цифровой разъем высокой плотности подключается непосредственно к корпусу датчика.
    Модуль HALO работает от 5 В постоянного тока и поддерживает до промышленных (от -25 до + 70 ° C) температурных диапазонов с воздушным охлаждением.
    Требуется плата несущей хоста для обеспечения внешнего видеоинтерфейса или других наборов микросхем адаптера, и ее можно настроить в соответствии с конкретными требованиями к разъемам.
  • Плата HALO XMC - плата-носитель форм-фактора XMC на основе PCI Express обеспечивает прямое подключение к стандартным видеоинтерфейсам и интерфейсам управления хостом с высокой пропускной способностью.
    Плата снабжена интерфейсом PCI Express с четырьмя или восемью линиями и предоставляет разъемы HD-SDI.
    Несколько других спецификаций было предложено для портов и интерфейсов, но говорят, что плата настраивается в соответствии с определенными требованиями к интерфейсу и доступна во множестве уровней прочности, включая промышленные рабочие температуры.
    Говорят, что версия «Aura» предлагает разъемы SFP (с возможностью подключения малого форм-фактора) Стандарт XMC или «Коммутируемая мезонинная карта» оснащен высокоскоростным последовательным межкомпонентным соединением на основе стандарта Vita 42.3 для высокопроизводительной связи PCI.
  • Подсистема HALO - Объявленная в апреле, эта полевая компьютерная подсистема отвечает требованиям военных экологических стандартов и предлагает прямые подключения к стандартным видеоинтерфейсам и интерфейсам управления хостом, сообщает RFEL.
    Все разъемы соответствуют стандартам серии MIL-DTL-38999 III.
    Могут быть включены технологии подключения, указанные заказчиком, включая стандартные или промышленные разъемы.
    Подсистема HALO предлагает до трех входов HD и двух выходов HD, а также поддерживает различные стандарты ввода / вывода, включая гигабитный Ethernet, последовательный порт, CameraLink или аналоговый / CCTV.
    Устройство поддерживает обработку видео в реальном времени и с малой задержкой, до 60 Гц, полный кадр и 150 Гц для интересующей области.
    Подсистема 137 x 105 x 80 мм весит менее 400 г.
    Он может работать от 3 до 10 Вт при напряжении от 4,7 до 27 В постоянного тока и поддерживает рабочие температуры от -47 до 55 ° C, заявляет компания.

RFEL принимает заказы на HALO COM, XMC и подсистему.
Последний начнёт поставку осенью 2013 года. COM начнёт поставку в октябре 2013 года, а плата XMC - весной 2014 года. Набор для разработки HALO будет доступен в декабре 2013 года.

Продукты HALO будут показаны на стенде 2042 на AUVSI 2013 , проходившем в Вашингтоне, округ Колумбия, 12-15 августа.
Более подробную информацию о подсистеме можно найти на странице продукта HALO .