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इम्बेडेड विज़न का मतलब इम्बेडेड उपकरणों और प्रणालियों में कंप्यूटर विज़न क्षमताओं की एकीकरण है। इस पेपर में, हम इम्बेडेड विज़न प्रणालियों के मूल अवधारणाओं का परिचय देंगे और फिर उनके विभिन्न फायदों और अनुप्रयोगों पर गहराई से चर्चा करेंगे।

इम्बेडेड विज़न क्या है?

इम्बेडेड विज़न का मतलब एक मशीन से है जो दृश्य तरीकों से अपने आसपास की स्थिति को समझती है, और सरल शब्दों में कंप्यूटर विज़न तकनीकों का इम्बेडेड प्रणालियों में उपयोग है, जो दो तकनीकों को शामिल करता है: इम्बेडेड प्रणालियाँ और कंप्यूटर विज़न (कभी-कभी मशीन विज़न के रूप में जानी जाती है)। दूसरे शब्दों में, 'इम्बेडेड विज़न' का मतलब एक इम्बेडेड प्रणाली है जो दृश्य इनपुट से अर्थ निकालती है। इम्बेडेड प्रणालियाँ किसी विशिष्ट कार्य करने वाली किसी भी माइक्रोप्रोसेसर-आधारित प्रणाली हो सकती है और वे सर्वत्र उपलब्ध हैं।

इम्बेडेड विज़न और जिसे अक्सर मशीन विज़न प्रणाली कहा जाता है, के बीच सबसे बड़ा अंतर यह है कि इम्बेडेड विज़न प्रणालियाँ सभी-एक-में-एक उपकरण होते हैं, अर्थात् इम्बेडेड विज़न इम्बेडेड प्रणालियों और मशीन विज़न तकनीक का संग्रह है।

इम贝डेड विजन और पारंपरिक मशीन विजन के बीच अंतर

पारंपरिक मशीन विजन सिस्टम में तीन हिस्से होते हैं: कैमरा सिस्टम, छवि प्रोसेसिंग सिस्टम और आउटपुट डिस्प्ले सिस्टम। कैमरा को नेटवर्क पोर्ट या USB इंटरफ़ेस के माध्यम से PC से जोड़ा जाता है; कैमरा छवि जानकारी एकत्रित करता है और इसे कंप्यूटर को भेजता है जहां छवि रिकॉग्निशन प्रोसेसिंग के लिए काम करता है।

और इम贝डेड विजन सिस्टम हार्डवेयर एकीकृत होता है कैमरा मॉड्यूल और प्रोसेसिंग बोर्ड, छवि कैप्चर और छवि प्रोसेसिंग कार्यों को एक उपकरण में मिलाता है। यह उपकरण एज कंप्यूटिंग का समर्थन करता है, डेटा को ग्रहण और प्रोसेस करता है, फैसले लेता है, और फिर डेटा को अन्य उपकरणों, स्थानीय या क्लाउड-आधारित प्रोसेसिंग और विश्लेषण को भेजता है। इसका संक्षिप्त डिजाइन औद्योगिक और मोबाइल उपकरणों में आसानी से एम्बेड किया जा सकता है, कम विद्युत खपत, ब्रॉडबैंड की मांग कम करता है, और कम लैटेंसी होती है।

इम贝डेड विजन सिस्टम आर्किटेक्चर विविध हैं, रूपरेखा और मानक घटकों की श्रृंखला है।

एक एम्बेडेड विज़न सिस्टम में टाइपिकल कंपोनेंट्स हैं:

• एम्बेडेड प्रोसेसर - एल्गोरिदम को चलाता है और डिवाइस को नियंत्रित करता है
• कैमरा मॉड्यूल - दृश्य से छवियां/वीडियो कैप्चर करता है
• लेंस - एप्लिकेशन की जरूरतों के अनुसार FOV को समायोजित करता है
• याद - छवियों, प्रोग्राम कोड और डेटा को स्टोर करता है
• इंटरफ़ेस - कैमरा, मेमोरी और I/O डिवाइस को कनेक्ट करता है

द लाभ के इम्बेडेड विज़न

एम्बेडेड विज़न अपने छोटे आकार, रियल-टाइम प्रकृति और एज लोकेशन पर डिप्लॉयमेंट के लिए जाना जाता है। यह बाहरी प्रोसेसिंग हार्डवेयर की आवश्यकता के बिना डिवाइस में इंटेलिजेंट विज़न फंक्शन्स को इंटीग्रेट करने की अनुमति देता है।

एम्बेडेड विज़न सिस्टम का उपयोग करना आसान होता है, रखरखाव करना आसान होता है, स्थापना करना आसान होता है, आदि। यह तेजी से एक विश्वसनीय और प्रभावी मशीन विज़न सिस्टम बना सकता है, जिससे एप्लिकेशन सिस्टम के विकास की गति में बहुत बड़ी वृद्धि होती है।

पारंपरिक मशीन विज़न की तुलना में, एम्बेडेड विज़न सिस्टम की लागत कम होती है। यहाँ तक कि उच्च-अंत एम्बेडेड विज़न सिस्टम भी मशीन विज़न सिस्टम की तुलना में सस्ते होते हैं। इसका मुख्य कारण यह है कि एम्बेडेड विज़न सिस्टम की कड़ी संज्ञान प्राप्ति की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे वे कई अनुप्रयोगों के लिए लागत-कुशल विकल्प बन जाते हैं, भले ही उच्च एकीकरण लागत हो।

इसके अलावा, एम्बेडेड विज़न सिस्टम का उपयोग करने में सरलता, रखरखाव करने में सरलता, स्थापना करने में सरलता, कम ऊर्जा खपत और सटीक डिज़ाइन के लिए जाने जाते हैं। विश्वसनीय और प्रभावी मशीन विज़न सिस्टम को तेजी से बनाने की क्षमता अनुप्रयोगों के विकास को बहुत तेज करती है, जो छोटे स्थानों के लिए आदर्श है और मौजूदा प्रणालियों के साथ एकीकरण करने के लिए। लेकिन एम्बेडेड विज़न का वास्तविक फायदा यह है कि इसके घटक मौजूदा प्रणालियों पर नकारात्मक प्रभाव नहीं डालते हैं।

इम्बेडेड विजन सिस्टम ऐसी चीजें कर सकते हैं जो पारंपरिक मशीन विजन सिस्टम नहीं कर सकते। इम्बेडेड विजन सिस्टम छवियों को पकड़ने और प्रोसेस करने में सक्षम हैं, जिससे मैकेनिकल सिस्टम अपने आसपास की दुनिया पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं और अपनी स्वायत्तता को बढ़ावा दे सकते हैं। इम्बेडेड विजन सिस्टम गहन शिक्षण (deep learning) के माध्यम से छवियों पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं और उन्हें पहचान सकते हैं, जिससे मैकेनिकल सिस्टम अपने आसपास के पर्यावरण पर आधारित निर्णय ले सकते हैं।

चुनौतियाँ ई इम्बेडेड विजन का सामना करेगा

इम्बेडेड विजन कई चुनौतियों का सामना करता है, जो मुख्यतः तकनीकी लागू करने, संसाधन प्रतिबंधों, और एप्लिकेशन डोमेन के विशेषताओं से संबंधित होती हैं। निम्नलिखित कुछ प्रमुख चुनौतियाँ हैं:

1. प्रोसेसिंग गति: इम्बेडेड विजन सिस्टम को वास्तविक समय में बड़ी मात्रा में दृश्य डेटा को प्रोसेस करने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए उच्च-गति के प्रोसेसर और कुशल एल्गोरिदमों की समर्थन की आवश्यकता होती है ताकि वास्तविक समय की प्रदर्शन और सटीकता का निश्चित हो।

2. ऊर्जा खपत समस्या: चुनावी दृश्य प्रणालियों का बहुत सारी गणना और प्रोसेसिंग शक्ति की खपत होती है, यह छोटे उपकरणों (जैसे, स्मार्टफोन, ड्रोन, आदि) के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती है जो बैटरी शक्ति पर निर्भर करते हैं। पारंपरिक प्रदर्शन सुनिश्चित करते हुए शक्ति खपत को कम करना एम्बेडेड विज़न तकनीक में संबोधित किए जाने वाले मुख्य मुद्दों में से एक है।

3. स्मृति और स्टोरेज की सीमाएं: चुनावी दृश्य प्रणालियों को बड़ी मात्रा में दृश्य डेटा को प्रोसेस करने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए बड़ी मात्रा में स्मृति और स्टोरेज स्पेस की आवश्यकता होती है। हालांकि, कई एम्बेडेड उपकरणों में स्मृति और स्टोरेज संसाधन सीमित होते हैं, जो एम्बेडेड विज़न प्रणालियों के अनुप्रयोग क्षेत्र और प्रदर्शन को सीमित करते हैं।

4. सीमित एम्बेडेड संसाधन: उपरोक्त स्मृति और स्टोरेज सीमाओं के अलावा, एम्बेडेड प्रणालियों में अंकगणितीय शक्ति और बैंडविड्थ जैसे संसाधन सीमित होते हैं। सीमित संसाधनों के साथ कुशल दृश्य प्रोसेसिंग प्राप्त करना एम्बेडेड विज़न तकनीक को सामना करने वाली एक चुनौती है।

5. एल्गोरिदम और मॉडलों का अधिकृतीकरण: इम्बेडेड विज़न सिस्टम कॉम्प्यूटर विज़न एल्गोरिदम और मॉडल्स की आवश्यकता होती है। ये एल्गोरिदम और मॉडल्स इम्बेडेड सिस्टम के गुणों के लिए अपनाए जाने चाहिए ताकि गणना की मात्रा कम की जा सके, विद्युत खपत कम हो और वास्तविक-समय प्रोसेसिंग की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके।

6. सुरक्षा और गोपनीयता: जैसे-जैसे इम्बेडेड विज़न तकनीक का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में बढ़ता जा रहा है, डेटा की सुरक्षा और गोपनीयता को कैसे सुनिश्चित किया जाए, यह एक महत्वपूर्ण चुनौती बन गई है। डेटा रिसाव और बदउपयोग से बचने के लिए प्रभावी एन्क्रिप्शन और गोपनीयता सुरक्षा मेकेनिज़म डिज़ाइन किए जाने चाहिए।

इम्बेडेड विज़न सिस्टम के अनुप्रयोग

इम्बेडेड विज़न सिस्टम चित्र पहचान, चित्र कشف, चित्र ट्रैकिंग, दृश्य स्थिति-निर्धारण, ऑब्जेक्ट मापन, ऑब्जेक्ट क्रमबद्धीकरण और अन्य अनुप्रयोगों को प्राप्त कर सकता है। इसका उपयोग औद्योगिक निर्माण, इलेक्ट्रॉनिक और सेमीकंडक्टर उत्पादन, लॉजिस्टिक्स, रोबोटिक्स, मोटरवाहन स्वचालित चालन, ड्रोन, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, सुरक्षा निगरानी, चिकित्सा निदान और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है।

निष्कर्ष

इंडस्ट्री 4.0 के विकास के साथ, औद्योगिक बाजार में विज़न सिस्टम की मांग बढ़ेगी, और अधिक से अधिक उद्योग इम्बेडेड विज़न समाधानों को लगाने के लिए तैयार हैं। इम्बेडेड विज़न सिस्टम की पारंपरिक मशीन विज़न सिस्टम की तुलना में फायदे अधिक स्पष्ट हैं; वे आमतौर पर सस्ते होते हैं, कम ऊर्जा खपत करते हैं और अधिक सरल डिजाइन रखते हैं। अधिकांश मामलों में, इम्बेडेड विज़न प्रौद्योगिकी मशीन विज़न सिस्टम के अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम होती है।