অন্ধভাবে পছন্দ করা বন্ধ করুন! ক্যামেরা ইন্টারফেস নির্বাচন করার জন্য একটি চূড়ান্ত গাইডঃ MIPI থেকে GMSL পর্যন্ত

সত্যি কথা বলতে কি, এমবেডেড বা এআই প্রকল্পে কাজ করা বন্ধুদের জন্য, যখন তারা প্রথমবারের মতো অদ্ভুত আকৃতির ক্যামেরা ইন্টারফেসে পূর্ণ একটি টেবিল দেখতে পায়, তখন তাদের অভ্যন্তরীণ চিন্তাভাবনা হয়: "এগুলি সবই কেবল চিত্র প্রেরণের জন্য—তাদের কি সত্যিই এত বৈচিত্র্যময় হতে হবে?" কিছু রঙিন ফ্ল্যাট তারের সাথে আসে, কিছু লিফটে পুরানো সমাক্ষীয় তারের মতো দেখায় এবং অন্যদের এমনকি একটি ইথারনেট তারের সাথে সংযুক্ত থাকে। আসলে, এটি নির্মাতারা ইচ্ছাকৃতভাবে জিনিসগুলিকে কঠিন করে তুলছে না। ইন্টারফেসের পছন্দটি মূলত চারটি বিষয়ের মধ্যে একটি ট্রেড-অফের মধ্যে ফুটে ওঠে: ব্যান্ডউইথ, দূরত্ব, লেটেন্সি এবং খরচ। আমরা আজ পাঠ্যপুস্তকের শব্দার্থে সময় নষ্ট করব না—আসুন আমরা তাড়া করি এবং এই ইন্টারফেসগুলি আসলে কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কে কথা বলি।

DVP হল একটি পুরানো ধাঁচের "পাশাপাশি বুলেভার্ড", যার মধ্যে 8 থেকে 16টি ডেটা লাইন, প্লাস একটি ক্লক লাইন এবং সিঙ্ক্রোনাইজেশন সিগন্যাল লাইন রয়েছে। এটি সমান্তরাল ট্রান্সমিশন গ্রহণ করে, যেখানে ডেটা সারিতে থাকা লোকেদের গঠনের মতো সুশৃঙ্খলভাবে প্রেরণ করা হয়।

সুবিধা: এর সবচেয়ে বড় যোগ্যতা হল সরলতা এবং সরলতা। এটি জটিল এনকোডিং এবং ডিকোডিং যুক্তির প্রয়োজন ছাড়াই কাঁচা স্তরের সংকেত প্রেরণ করে। এটিকে কার্যকর করার জন্য একটি সাধারণ ড্রাইভারই যথেষ্ট এবং এমনকি নিম্ন-সম্পন্ন মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি সহজেই এটি পরিচালনা করতে পারে।

অসুবিধা: এর কর্মক্ষমতা সিলিং বরং কম। সমান্তরালভাবে সাজানো একাধিক লাইনের সাথে, যখন ট্রান্সমিশনের গতি বাড়ে (অর্থাৎ, ফ্রিকোয়েন্সি বেড়ে যায়), তখন লাইনগুলির মধ্যে গুরুতর ক্রসস্ট্যাক এবং টাইমিং স্ক্যু ঘটবে। একবার ফ্রিকোয়েন্সি বেড়ে গেলে, স্ক্রীনটি স্নোফ্লেকের মতো শব্দে পূর্ণ হবে। অতএব, এটির একটি খুব সংকীর্ণ ব্যান্ডউইথ রয়েছে এবং এটি মূলত হাই-ডেফিনিশন যুগে অপ্রচলিত।

অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: আজকাল, DVP মূলত একটি গৌণ ভূমিকায় ফিরে এসেছে, প্রধানত বারকোড স্ক্যানার, কম-পিক্সেল খেলনা বা সাধারণ সেন্সর ডেটা অধিগ্রহণের পরিস্থিতিতে ব্যবহৃত হচ্ছে। আপনার প্রোজেক্টের জন্য শুধুমাত্র QR কোড স্ক্যান করার প্রয়োজন হলে, DVP এখনও সবচেয়ে সাশ্রয়ী পছন্দ।

কেন মোবাইল ফোন 4K বা এমনকি 8K ভিডিও শুট করতে পারে? MIPI কে সব ধন্যবাদ. এটি MIPI D-PHY/C-PHY-এর লো-সুইং ডিফারেনশিয়াল ট্রান্সমিশন মোড গ্রহণ করে। আপনি এটিকে "এক ধরণের ডিফারেনশিয়াল সিগন্যাল যা LVDS এর চেয়ে বেশি সূক্ষ্ম কিন্তু আরও দক্ষ" হিসাবে ভাবতে পারেন। এটি আর একটি সাধারণ গঠনের মতো নয়, বরং অত্যন্ত সমন্বিত "এলিট স্পেশাল ফোর্স" এর দল একে অপরের চারপাশে ঘুরছে। এটি অত্যন্ত শক্তিশালী অ্যান্টি-হস্তক্ষেপ ক্ষমতা এবং অবিশ্বাস্যভাবে উচ্চ ডেটা ট্রান্সমিশন দক্ষতার গর্ব করে। উদাহরণ স্বরূপ, আমাদের নিয়মিত Neardi ডেভেলপমেন্ট বোর্ডের সব মডেলই মূলত MIPI ক্যামেরা ইন্টারফেস দিয়ে মানসম্মত।

LKB3576 উন্নয়ন বোর্ড

সুবিধা: অতি-নিম্ন শক্তি খরচের সাথে মিলিত অত্যন্ত উচ্চ ব্যান্ডউইথ। এটি ন্যূনতম শক্তি হ্রাস সহ একটি আশ্চর্যজনক পরিমাণ ডেটা প্রেরণ করতে পারে। আরও গুরুত্বপূর্ণ, এটি SoC এর ভিতরে ISP (ইমেজ সিগন্যাল প্রসেসর) এর সাথে সরাসরি ইন্টারফেস করে। এর মানে হল যে ইমেজটি আসার সাথে সাথে, ISP অবিলম্বে সিপিইউকে জড়িত না করে প্রক্রিয়াকরণের কাজগুলি (কালার গ্রেডিং, ডিনোইসিং, শার্পেনিং) গ্রহণ করতে পারে।

অসুবিধা: এটা সত্যিই সূক্ষ্ম. সংক্রমণ দূরত্ব সাধারণত 30 সেন্টিমিটারের বেশি হতে পারে না; পিসিবি ট্রেসগুলি যদি একটু বেশি দূরে চলে যায় তবে সিগন্যালটি হারিয়ে যাবে। তাছাড়া, MIPI ডিবাগিং সব ডেভেলপারদের জন্য একটি দুঃস্বপ্ন—আপনাকে জটিল D-PHY বা C-PHY ফিজিক্যাল লেয়ার লজিক পরিচালনা করতে হবে, এবং সেই চুল-টানা ইমেজ কোয়ালিটি প্যারামিটার ফাইলগুলিকেও অপ্টিমাইজ করতে হবে।

অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: এটি মোবাইল ফোন, ট্যাবলেট এবং এমবেডেড এআই বক্সের (RK3576/রাস্পবেরি পাই) মূল ইন্টারফেস। আপনি যদি উচ্চ-রিয়েল-টাইম ফেস রিকগনিশন বা বাধা এড়ানো অ্যালগরিদম নিয়ে কাজ করেন, তাহলে MIPI হল অন-বোর্ড সরাসরি সংযোগের পরিস্থিতির জন্য সাধারণত সবচেয়ে পেশাদার এবং দক্ষ পছন্দ।

ইউএসবি ক্যামেরাগুলি ইউভিসি (ইউএসবি ভিডিও ক্লাস) প্রোটোকলের উপর নির্ভর করে, প্লাগ-এন্ড-প্লে ইমেজ আউটপুট সক্ষম করে। বেশিরভাগ ডেভেলপারের Neardi RK3588 ইন্টিগ্রেটেড ডিভাইস সাধারণত একাধিক সংরক্ষিত USB 3.0 ইন্টারফেসের সাথে আসে এবং সিস্টেম লেয়ার ইতিমধ্যেই UVC ড্রাইভার অভিযোজন সম্পন্ন করেছে। এমনকি আপনার হাতে একটি ব্যয়বহুল MIPI মডিউল না থাকলেও, আপনি সরাসরি একটি USB ক্যামেরাকে Neardi বোর্ডের সাথে সংযুক্ত করতে পারেন এবং এখনও অ্যালগরিদমগুলি মসৃণভাবে চালাতে পারেন৷

LPB3588 ইন্টেলিজেন্ট কম্পিউটার

সুবিধা: প্লাগ-এন্ড-প্লে (ড্রাইভার-মুক্ত) কার্যকারিতা এটির সবচেয়ে বড় ঘাতক বৈশিষ্ট্য। ল্যাবে অ্যালগরিদম যাচাইকরণ এবং ডেমো উপস্থাপনাগুলির জন্য, আপনি 5 মিনিটের মধ্যে ছবি পেতে পারেন, এটি বিকাশকারীদের জন্য একটি জীবন রক্ষাকারী করে তোলে৷ উপরন্তু, এটি অত্যন্ত কম খরচে বৈশিষ্ট্যযুক্ত - আপনি স্থানীয় দোকান থেকে সহজেই কেনা যেকোনো ক্যামেরা ব্যবহার করতে পারেন।

অসুবিধা: এর সুবিধা CPU সম্পদের খরচে আসে। ইউএসবি এর মাধ্যমে প্রেরিত কাঁচা চিত্র ডেটা অত্যধিক বড়; USB 2.0 কেবল এটি পরিচালনা করতে পারে না। তাই, ক্যামেরা প্রথমে অভ্যন্তরীণভাবে MJPEG বা H.264 ব্যবহার করে ফ্রেমগুলিকে সংকুচিত করবে। ফলস্বরূপ, আপনার সিপিইউকে তার কম্পিউটিং শক্তির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ ডিকম্প্রেশনে বরাদ্দ করতে হবে। অনেক নতুনদের অভিযোগ যে YOLO মডেলগুলি চালানো খুব ধীর-আসলে, CPU ইতিমধ্যেই মডেল অনুমান শুরু করার আগেই ফ্রেমগুলি ডিকোডিং থেকে টেনে নিয়ে গেছে৷ যদি SoC VPU হার্ডওয়্যার ডিকোডিং সমর্থন করে এবং সংশ্লিষ্ট ড্রাইভারগুলি সঠিকভাবে কনফিগার করা হয়, তাহলে USB ক্যামেরা থেকে CPU লোড উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা যেতে পারে, কিন্তু সামগ্রিক লেটেন্সি এখনও MIPI এর সাথে মেলে না। অতিরিক্তভাবে, কম্প্রেশন এবং ডিকম্প্রেশন প্রক্রিয়া দশ থেকে শত মিলিসেকেন্ড পর্যন্ত একটি উপলব্ধিযোগ্য লেটেন্সি প্রবর্তন করে।

অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: ভিডিও কনফারেন্সিং, বাহ্যিক কম্পিউটার ক্যামেরা, ল্যাবে অ্যালগরিদম ডেমো, এবং সাধারণ শিল্প গুণমান পরিদর্শন। যদি আপনার রিয়েল-টাইম কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা অত্যন্ত কঠোর না হয় এবং হোস্টের উদ্বৃত্ত কম্পিউটিং শক্তি থাকে, তাহলে ইউএসবি একটি সম্পূর্ণ কার্যকর পছন্দ।

যখন একটি ক্যাফেটেরিয়ার সিলিং বা এমনকি কয়েক কিলোমিটার দূরে একটি রাস্তার মোড়ে একটি ক্যামেরা ইনস্টল করার প্রয়োজন হয়, তখন একটি ইথারনেট কেবল হল সবচেয়ে সর্বজনীন এবং পরিণত পছন্দ৷ এই ধরনের উচ্চ-সঙ্গতি, দীর্ঘ-দূরত্বের পর্যবেক্ষণের প্রয়োজন মেটাতে, হার্ডওয়্যার নির্মাতারা ইন্টারফেস কনফিগারেশনে কোনো প্রচেষ্টাই ছাড়েনি। Neardi-এর LPM3588 ইন্টেলিজেন্ট কম্পিউটারকে উদাহরণ হিসেবে ধরুন—NVR (নেটওয়ার্ক ভিডিও রেকর্ডার) বাজারের জন্য তৈরি, এটি অত্যন্ত শক্তিশালী কনফিগারেশনের গর্ব করে: এটি 5 গিগাবিট ইথারনেট (1000M) পোর্ট এবং 1টি দ্রুত ইথারনেট (100M) পোর্ট সমর্থন করে৷ এই নকশাটি কেবল একাধিক হাই-ডেফিনিশন নেটওয়ার্ক ক্যামেরাকে "ফিড" করার জন্য তৈরি করা হয়েছে; হাই-ডেফিনিশন ভিডিও স্ট্রীমগুলির 6 বা তার বেশি চ্যানেল একই সাথে এলেও, গিগাবিট ব্যান্ডউইথ সহজেই কোনো বাধা ছাড়াই তাদের পরিচালনা করতে পারে।

LPM3588 NVR কম্পিউটার

সুবিধা: অত্যন্ত দীর্ঘ ট্রান্সমিশন দূরত্ব (100-মিটার ক্লাস), যা সুইচের মাধ্যমে অনির্দিষ্টকালের জন্য বাড়ানো যেতে পারে। বিকাশকারীদের মধ্যে সবচেয়ে জনপ্রিয় হল এর PoE সমর্থন—একটি ইথারনেট কেবল পাওয়ার সাপ্লাই এবং ডেটা ট্রান্সমিশন উভয়ই পরিচালনা করে। LPM3588-এর মতো মাল্টি-পোর্ট ডিজাইন একটি বাহ্যিক সুইচের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, NVR সিস্টেমের তারের জটিলতাকে ব্যাপকভাবে সরল করে।

অসুবিধা: তুলনামূলকভাবে উচ্চ বিলম্ব। কারণ ছবিগুলিকে অবশ্যই কম্প্রেশন, নেটওয়ার্ক প্যাকেজিং, ট্রান্সমিশন এবং তারপর ডিকম্প্রেশনের মধ্য দিয়ে যেতে হবে। MIPI-এর নেটিভ রিয়েল-টাইম পারফরম্যান্সের তুলনায়, ইথারনেট ক্যামেরাগুলি প্রতিক্রিয়া গতিতে কিছুটা ধীর।

অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: নিরাপত্তা পর্যবেক্ষণ, স্মার্ট শহর, ক্যাফেটেরিয়া/সুপারমার্কেটে মানুষ প্রবাহের পরিসংখ্যান এবং ক্রস-আঞ্চলিক দূরবর্তী নেটওয়ার্কিং। সহজ কথায়, দেয়াল বা ইউটিলিটি খুঁটিতে লাগানো প্রায় সব ক্যামেরাই এই ইন্টারফেস ব্যবহার করে।

কারখানার কর্মশালা, খনি বা উচ্চ-গতির চলন্ত যানবাহনে, সাধারণ ইন্টারফেসগুলি সবেমাত্র অর্ধেক দিন স্থায়ী হতে পারে। এখানে ইন্টারফেস দুটি চূড়ান্ত সমস্যা সমাধান করতে হবে: কিভাবে কোলাহলপূর্ণ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক পরিবেশে পরিষ্কার সংকেত বজায় রাখা যায়? এবং কিভাবে উভয় দূরে এবং দ্রুত সংকেত প্রেরণ?

অনেকে মনে করেন "অ্যানালগ সংকেত" অনেক আগেই যাদুঘরে পাঠানো উচিত ছিল, কিন্তু AHD জোর করে ডিজিটাল যুগে একটি কুলুঙ্গি তৈরি করেছে৷ এটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ক্যারিয়ার প্রযুক্তি ব্যবহার করে হাই-ডেফিনিশন ভিডিও সিগন্যালগুলিকে পুরানো ধাঁচের সমাক্ষ তারের মধ্যে চেপে ধরে। আরো কি, এটা অত্যন্ত রুক্ষ. বিশেষ যানবাহন (যেমন এক্সকাভেটর, ডাম্প ট্রাক এবং বাসের মতো) উচ্চ-কম্পন, শক্তিশালী-হস্তক্ষেপের পরিবেশে, জটিল ডিজিটাল ইন্টারফেসগুলি আলগা হয়ে যাওয়া বা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের কারণে স্ক্রীনের সমস্যাগুলির ঝুঁকিপূর্ণ। Neardi এর LPA3588 ডেভেলপমেন্ট বোর্ড বিশেষভাবে এই ধরনের পরিস্থিতির জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, 1080P AHD ক্যামেরা ইনপুটের 8টি চ্যানেল পর্যন্ত সমর্থন করে। একটি স্যানিটেশন বা লজিস্টিক গাড়ির কল্পনা করুন যেটির সামনে, পিছনে, বাম, ডান, উপরে এবং নীচে 8টি ক্যামেরা রয়েছে— LPA3588 স্থিরভাবে সমস্ত 8 টি চ্যানেলের সিগন্যাল গ্রহণ করতে পারে এবং RK3588-এর NPU-এর সাহায্যে, পূর্ণ-পরিসীমা ঘের-বিরোধী সংঘর্ষের পূর্বাভাস সম্পাদন করতে পারে। এটি সত্যিই "বিশেষ বাহিনী" স্তরের কর্মক্ষমতা।

LPA3588 যানবাহন নিয়ন্ত্রণ হোস্ট

সুবিধা: শ্রমসাধ্য, সাশ্রয়ী মূল্যের, এবং দীর্ঘ সংক্রমণ দূরত্ব. তারের জন্য এর প্রয়োজনীয়তা অবিশ্বাস্যভাবে কম—যেকোন সমাক্ষ তারের স্থিরভাবে 100 থেকে 200 মিটার পর্যন্ত সংকেত প্রেরণ করতে পারে, এমনকি নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে আরও দূরে। উপরন্তু, ইথারনেট তারের সাথে যুক্ত লেটেন্সি ছাড়াই এর সিগন্যাল ট্রান্সমিশন রিয়েল-টাইম এবং আনকম্প্রেসড। সীমিত বাজেট সহ কঠোর পরিবেশের জন্য যার জন্য দীর্ঘ-দূরত্বের রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণ প্রয়োজন (যেমন নির্মাণ ক্রেন ফুটেজ), এটি অবিসংবাদিত চ্যাম্পিয়ন।

অসুবিধা: "দ্বিমুখী যোগাযোগ" সমর্থন করে না। AHD প্রধানত একমুখীভাবে ভিডিও সংকেত প্রেরণ করে—এই তারের মাধ্যমে ক্যামেরায় জটিল কমান্ড পাঠানোর কোনো উপায় নেই (যেমন গভীরতার পরামিতি সমন্বয়)। তদুপরি, চিত্রের মানের উপরের সীমাটি এনালগ মান দ্বারা সীমাবদ্ধ, এটি বড় পর্দায় দৃশ্যমান সূক্ষ্ম শব্দ সহ ডিজিটাল সংকেতের বিশুদ্ধতা অর্জন করা কঠিন করে তোলে।

অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: পুরানো আবাসিক এলাকায় নজরদারি আপগ্রেড, বাস/ট্রাকের রিয়ারভিউ এবং রিভার্স ইমেজ এবং এমনকি কিছু কম খরচের আন্ডারগ্রাউন্ড অপারেশন সরঞ্জাম।

এটি বর্তমানে স্বয়ংচালিত ক্ষেত্রে "শীর্ষ-স্তরের" প্রযুক্তি। সামনে ক্যামেরা লাগানো একটি স্বায়ত্তশাসিত ড্রাইভিং গাড়ির কল্পনা করুন, যখন প্রধান নিয়ন্ত্রণ কম্পিউটারটি ট্রাঙ্কে থাকে - দশ মিটারের বেশি দ্বারা পৃথক এবং বিভিন্ন উচ্চ-ভোল্টেজ মোটরের হস্তক্ষেপ দ্বারা বেষ্টিত। এমআইপিআই এতদূর পৌঁছতে পারে না, ইউএসবি ক্র্যাশ হওয়ার প্রবণ, এবং ইথারনেটের উচ্চ বিলম্বিতা রয়েছে। সুতরাং, SerDes (SerDes/Deserializer) প্রযুক্তির উদ্ভব হয়। জিএমএসএল তাদের মধ্যে একটি স্ট্যান্ডআউট: এটি ট্রান্সমিটিং প্রান্তে "ভঙ্গুর এমআইপিআই সিগন্যালগুলিকে লোহার ব্লকগুলিতে প্যাকেজ করে" (ক্রমিকীকরণ), শক্তিশালী ঢালযুক্ত তারের মাধ্যমে সেগুলি পাঠায় এবং তারপর প্রাপ্তির প্রান্তে এমআইপিআই-তে "আনপ্যাক এবং পুনরুদ্ধার করে"।

সুবিধা: অলরাউন্ড এবং উচ্চ কর্মক্ষমতা. এটি সত্য "ফোর-ইন-ওয়ান একটি একক তারের উপর" অর্জন করে: একটি কেবল একই সাথে ভিডিও, অডিও, দ্বি-মুখী নিয়ন্ত্রণ সংকেত (I2C/UART), এবং পাওয়ার (PoC) পরিচালনা করে। এটি অত্যন্ত উচ্চ ব্যান্ডউইথ (8-মেগাপিক্সেল, 90fps সমর্থন করে), মিলিসেকেন্ড স্তরে এন্ড-টু-এন্ড লেটেন্সি নিয়ন্ত্রণযোগ্য—USB বা ইথারনেট সমাধানের চেয়ে অনেক কম—এবং কঠোর স্বয়ংচালিত-গ্রেড মান মেনে চলে।

অসুবিধা: ব্যয়বহুল এবং বন্ধ ইকোসিস্টেম. এর দাম প্রায়ই ইউএসবি সলিউশনের দশ থেকে একশ গুণ বেশি। সাধারণ বিকাশকারীরা খুব কমই এটির সম্পূর্ণ প্রোটোকল ম্যানুয়াল পেতে পারে এবং ডিবাগিংয়ের জন্য সাধারণত ব্যয়বহুল বিশেষ সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়।

অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: L2/L3/L4 স্তরে স্বায়ত্তশাসিত ড্রাইভিং যানবাহন, উন্নত সার্জিক্যাল রোবট, এবং হাই-এন্ড মোবাইল ওয়ারহাউস রোবট (AGVs)। "জীবন-বা-মৃত্যু পরিস্থিতি" বা "অতি-নিম্ন-বিলম্বিত রিয়েল-টাইম প্রতিক্রিয়া" জড়িত উচ্চ-সম্পন্ন মোবাইল ডিভাইসগুলির জন্য এটি একমাত্র পছন্দ।

কোন "সেরা" ইন্টারফেস নেই - শুধুমাত্র দৃশ্যকল্পের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত। ল্যাব ডেমোর জন্য ইউএসবি ব্যবহার করুন, উচ্চ-পারফরম্যান্স পণ্যের জন্য MIPI, দূরবর্তী পর্যবেক্ষণের জন্য RJ45, এবং GMSL-এর জন্য আপনার দাঁত কষান যখন এটি স্বয়ংচালিত বা উচ্চ-সম্পন্ন অটোমেশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আসে।