एमआईपीआई कैमरा बनाम यूएसबी कैमरा
पिछले कुछ वर्षों में, एम्बेडेड विज़न एक चर्चित शब्द से विकसित होकर औद्योगिक, चिकित्सा, खुदरा, मनोरंजन और कृषि क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीक बन गई है। इसके विकास के प्रत्येक चरण के साथ, उपलब्ध कैमरा इंटरफेस की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। हालांकि, तकनीकी प्रगति के बावजूद, MIPI और USB इंटरफेस अधिकांश एम्बेडेड विज़न अनुप्रयोगों के लिए दो सबसे लोकप्रिय प्रकार बने हुए हैं।
एमआईपीआई इंटरफ़ेस
एमआईपीआई (मोबाइल इंडस्ट्री प्रोसेसर इंटरफेस) एक खुला मानक है और एमआईपीआई एलायंस द्वारा मोबाइल एप्लिकेशन प्रोसेसर के लिए शुरू किया गया एक विनिर्देश है।एमआईपीआई कैमरा मॉड्यूलये मॉड्यूल आमतौर पर मोबाइल फोन और टैबलेट में पाए जाते हैं और 5 मिलियन पिक्सल से अधिक के हाई-डेफिनिशन रिज़ॉल्यूशन को सपोर्ट करते हैं। MIPI को MIPI DSI और MIPI CSI में विभाजित किया गया है, जो क्रमशः वीडियो डिस्प्ले और वीडियो इनपुट मानकों के अनुरूप हैं। वर्तमान में, MIPI कैमरा मॉड्यूल का व्यापक रूप से अन्य एम्बेडेड उत्पादों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि स्मार्टफोन, ड्राइविंग रिकॉर्डर, पुलिस कैमरे, हाई-डेफिनिशन माइक्रो कैमरे और नेटवर्क निगरानी कैमरे।
MIPI डिस्प्ले सीरियल इंटरफ़ेस (MIPI DSI ®) एक होस्ट प्रोसेसर और डिस्प्ले मॉड्यूल के बीच एक उच्च-गति सीरियल इंटरफ़ेस को परिभाषित करता है। यह इंटरफ़ेस निर्माताओं को उच्च प्रदर्शन, कम बिजली खपत और कम विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) के लिए डिस्प्ले को एकीकृत करने में सक्षम बनाता है, साथ ही पिन की संख्या को कम करता है और विभिन्न आपूर्तिकर्ताओं के बीच संगतता बनाए रखता है। डिज़ाइनर MIPI DSI का उपयोग करके सबसे जटिल छवि और वीडियो परिदृश्यों के लिए शानदार रंग प्रतिपादन प्रदान कर सकते हैं और स्टीरियोस्कोपिक सामग्री के प्रसारण का समर्थन कर सकते हैं।
आज के बाज़ार में, कैमरा और होस्ट डिवाइस के बीच पॉइंट-टू-पॉइंट इमेज और वीडियो ट्रांसमिशन के लिए MIPI सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला इंटरफ़ेस है। इसका कारण MIPI की उपयोग में आसानी और उच्च-प्रदर्शन वाले अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला को सपोर्ट करने की क्षमता है। इसमें 1080p, 4K, 8K और इससे आगे के वीडियो और उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग जैसी शक्तिशाली सुविधाएँ भी मौजूद हैं।
MIPI इंटरफेस हेड-माउंटेड वर्चुअल रियलिटी डिवाइस, स्मार्ट ट्रैफिक एप्लिकेशन, जेस्चर रिकग्निशन सिस्टम, ड्रोन, फेशियल रिकग्निशन, सुरक्षा, निगरानी प्रणाली आदि जैसे अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श विकल्प है।
एमआईपीआई सीएसआई-2 इंटरफ़ेस
MIPI CSI-2 (MIPI कैमरा सीरियल इंटरफ़ेस द्वितीय पीढ़ी) मानक एक उच्च-प्रदर्शन, किफ़ायती और उपयोग में आसान इंटरफ़ेस है। MIPI CSI-2 चार इमेज डेटा लेन के साथ 10 Gb/s की अधिकतम बैंडविड्थ प्रदान करता है – प्रत्येक लेन 2.5 Gb/s तक डेटा स्थानांतरित करने में सक्षम है। MIPI CSI-2, USB 3.0 से तेज़ है और 1080p से 8K और उससे अधिक रिज़ॉल्यूशन वाले वीडियो को संभालने के लिए एक विश्वसनीय प्रोटोकॉल है। इसके अलावा, कम ओवरहेड के कारण, MIPI CSI-2 की नेट इमेज बैंडविड्थ अधिक है।
मल्टी-कोर प्रोसेसर की बदौलत MIPI CSI-2 इंटरफ़ेस CPU के कम संसाधनों का उपयोग करता है। यह Raspberry Pi और Jetson Nano का डिफ़ॉल्ट कैमरा इंटरफ़ेस है। Raspberry Pi कैमरा मॉड्यूल V1 और V2 भी इसी पर आधारित हैं।
एमआईपीआई सीएसआई-2 इंटरफेस की सीमाएँ
हालांकि MIPI CSI एक शक्तिशाली और लोकप्रिय इंटरफ़ेस है, फिर भी इसमें कुछ सीमाएँ हैं। उदाहरण के लिए, MIPI कैमरे काम करने के लिए अतिरिक्त ड्राइवरों पर निर्भर करते हैं। इसका मतलब है कि विभिन्न इमेज सेंसर के लिए सीमित समर्थन उपलब्ध है, जब तक कि एम्बेडेड सिस्टम निर्माता इसके लिए विशेष प्रयास न करें!
एमआईपीआई के लाभ:
MIPI इंटरफ़ेस में DVP इंटरफ़ेस की तुलना में कम सिग्नल लाइनें होती हैं। क्योंकि यह एक कम वोल्टेज वाला डिफरेंशियल सिग्नल है, इसलिए इससे उत्पन्न होने वाला हस्तक्षेप कम होता है और हस्तक्षेप रोधी क्षमता भी मजबूत होती है। 800W और उससे अधिक क्षमता वाले सभी उपकरण MIPI इंटरफ़ेस का उपयोग करते हैं। स्मार्टफोन के कैमरा इंटरफ़ेस में भी MIPI का उपयोग होता है।
यह काम किस प्रकार करता है?
सामान्यतः, विज़न सिस्टम में अति-कॉम्पैक्ट बोर्ड MIPI CSI-2 को सपोर्ट करता है और कई प्रकार के इंटेलिजेंट सेंसर समाधानों के साथ काम करता है। इसके अलावा, यह कई अलग-अलग CPU बोर्डों के साथ भी संगत है।
MIPI CSI-2, एप्लिकेशन प्रोसेसर या सिस्टम ऑन ए चिप (SoC) से संचार करने के लिए MIPI D-PHY भौतिक परत का समर्थन करता है। इसे दो भौतिक परतों में से किसी एक पर लागू किया जा सकता है: MIPI C-PHY℠ v2.0 या MIPI D-PHY℠ v2.5। इसलिए, इसका प्रदर्शन लेन-स्केलेबल है।
MIPI कैमरे में, कैमरा सेंसर छवि को कैप्चर करता है और उसे CSI-2 होस्ट को भेजता है। छवि भेजे जाने पर, उसे मेमोरी में अलग-अलग फ्रेम के रूप में रखा जाता है। प्रत्येक फ्रेम को वर्चुअल चैनलों के माध्यम से भेजा जाता है। फिर प्रत्येक चैनल को लाइनों में विभाजित किया जाता है - जिन्हें एक-एक करके भेजा जाता है। इस प्रकार, यह एक ही इमेज सेंसर से पूरी छवि को कई पिक्सेल स्ट्रीम के साथ भेजने की अनुमति देता है।
MIPI CSI-2 संचार के लिए पैकेट का उपयोग करता है जिसमें डेटा प्रारूप और त्रुटि सुधार कोड (ECC) कार्यक्षमता शामिल होती है। एक पैकेट D-PHY परत से होकर गुजरता है और फिर आवश्यक डेटा लेन में विभाजित हो जाता है। D-PHY उच्च गति मोड में काम करता है और चैनल के माध्यम से पैकेट को रिसीवर तक पहुंचाता है।
इसके बाद, पैकेट को निकालने और डिकोड करने के लिए CSI-2 रिसीवर को D-PHY फिजिकल लेयर प्रदान की जाती है। यह प्रक्रिया CSI-2 डिवाइस से होस्ट तक फ्रेम दर फ्रेम एक कुशल और कम लागत वाले कार्यान्वयन के माध्यम से दोहराई जाती है।
यूएसबी इंटरफेस
यूएसबी इंटरफेसUSB इंटरफ़ेस दो सिस्टमों – कैमरा और पीसी – के बीच जंक्शन का काम करता है। प्लग-एंड-प्ले सुविधा के लिए मशहूर USB इंटरफ़ेस को चुनने का मतलब है कि आप अपने एम्बेडेड विज़न इंटरफ़ेस के लिए लगने वाले महंगे और लंबे डेवलपमेंट समय और लागत से छुटकारा पा सकते हैं। USB 2.0, जो पुराना वर्ज़न है, में कई तकनीकी कमियाँ हैं। जैसे-जैसे यह तकनीक पुरानी होती जा रही है, इसके कई कंपोनेंट असंगत होते जा रहे हैं। USB 2.0 इंटरफ़ेस की कमियों को दूर करने के लिए USB 3.0 और USB 3.1 Gen 1 इंटरफ़ेस लॉन्च किए गए थे।
USB 3.0 (और USB 3.1 जनरेशन 1) इंटरफ़ेस विभिन्न इंटरफ़ेस की सकारात्मक विशेषताओं को एक साथ लाता है। इनमें प्लग-एंड-प्ले संगतता और कम CPU लोड शामिल हैं। USB 3.0 का विज़न औद्योगिक मानक उच्च-रिज़ॉल्यूशन और उच्च-गति वाले कैमरों के लिए इसकी विश्वसनीयता को भी बढ़ाता है।
इसके लिए न्यूनतम अतिरिक्त हार्डवेयर की आवश्यकता होती है और यह कम बैंडविड्थ (40 मेगाबाइट प्रति सेकंड तक) को सपोर्ट करता है। इसकी अधिकतम बैंडविड्थ 480 मेगाबाइट प्रति सेकंड है। यह USB 2.0 से 10 गुना और GigE से 4 गुना तेज़ है! इसकी प्लग-एंड-प्ले क्षमता यह सुनिश्चित करती है कि एम्बेडेड विज़न डिवाइस को आसानी से बदला जा सके – जिससे क्षतिग्रस्त कैमरे को बदलना आसान हो जाता है।
यूएसबी 3.0 इंटरफेस की सीमाएँ
इसका सबसे बड़ा नुकसान यह है कियूएसबी 3.0इस इंटरफ़ेस की एक कमी यह है कि आप उच्च-रिज़ॉल्यूशन सेंसर को उच्च गति पर नहीं चला सकते। एक और खामी यह है कि आप होस्ट प्रोसेसर से केवल 5 मीटर की दूरी तक ही केबल का उपयोग कर सकते हैं। हालांकि लंबी केबल उपलब्ध हैं, लेकिन वे सभी "बूस्टर" से लैस होती हैं। औद्योगिक कैमरों के साथ ये केबल कितनी अच्छी तरह काम करती हैं, इसकी जांच प्रत्येक मामले में अलग-अलग करनी होगी।
पोस्ट करने का समय: 22 मार्च 2023
