Capteurs d’image à très faible consommation pour dispositifs Edge AI

STMicroelectronics a introduit une nouvelle génération de capteurs d’image à très faible consommation, conçus pour permettre une vision embarquée continue dans des systèmes électroniques compacts. Les capteurs VD55G4 (monochrome) et VD65G4 (RGB) ciblent des applications nécessitant une perception visuelle permanente sous de fortes contraintes de consommation d’énergie et de taille, notamment les wearables, les dispositifs de réalité étendue et les nœuds IoT intelligents.

Vision toujours active dans des systèmes contraints en énergie
Ces nouveaux capteurs étendent la gamme BrightSense avec un accent sur la vision Edge AI et les architectures basées sur microcontrôleurs. Ils associent une technologie à obturateur global à une architecture de détection et d’activation (detect-and-wake), permettant une surveillance continue de la scène tout en minimisant la consommation énergétique.

Cette approche repose sur un fonctionnement événementiel, dans lequel le processeur principal n’est activé que lorsqu’un changement pertinent est détecté. Cela réduit la nécessité d’un flux de données continu et diminue la consommation globale du système, un facteur essentiel pour les dispositifs alimentés par batterie ou par récupération d’énergie.

Les capteurs fonctionnent avec une résolution d’environ 800 × 700 pixels à 10 images par seconde. Dans ces conditions, ils peuvent consommer jusqu’à dix fois moins d’énergie que des capteurs à obturateur global conventionnels. Cette efficacité est obtenue grâce à une conception optimisée des pixels, des circuits de lecture à faible consommation et un mode dédié toujours actif.

Applications dans les wearables, XR et dispositifs intelligents
Les capteurs VD55G4 et VD65G4 sont conçus pour des applications où les systèmes de vision embarquée doivent fonctionner en continu sans compromettre l’autonomie énergétique.

Dans les wearables, ils permettent des fonctions telles que la détection de présence, la reconnaissance de gestes et les alertes contextuelles, tout en assurant une autonomie sur la journée. Leur compatibilité avec des microcontrôleurs à faible consommation simplifie la conception des systèmes.

Dans les casques AR/VR et XR, ils prennent en charge le suivi spatial et la perception de l’environnement. L’obturateur global élimine les artefacts de mouvement, ce qui est essentiel pour des interactions précises dans des environnements immersifs.

Dans les appareils domestiques intelligents, les dispositifs médicaux et les systèmes IoT industriels, ces capteurs permettent un traitement local des données, réduisant la dépendance au cloud. Cela améliore la latence, la confidentialité et l’efficacité énergétique des systèmes. Leur faible consommation les rend également adaptés aux dispositifs alimentés par énergie solaire ou par récupération d’énergie.

Architecture du capteur et intégration
Les capteurs sont fabriqués selon une architecture semi-conductrice empilée en 3D, combinant des technologies de procédé 65 nm et 40 nm sur des tranches de 300 mm. Cette approche sépare les couches photosensibles des couches de traitement, optimisant ainsi la qualité d’image et l’efficacité énergétique.

Leur format optique compact et le traitement d’image intégré réduisent le besoin de composants externes, diminuent les coûts système et facilitent l’intégration dans des conceptions à espace limité. Les interfaces sont optimisées pour une connexion directe aux microcontrôleurs et aux plateformes System-on-Chip à faible coût.

Écosystème de développement pour la vision embarquée
STMicroelectronics propose un écosystème de développement comprenant des cartes d’évaluation compatibles avec les plateformes STM32 et Raspberry Pi, des modules caméra, des pilotes logiciels et un kit de développement logiciel.

Ces outils permettent un prototypage rapide et le déploiement de solutions de vision toujours active, en particulier dans des environnements Edge AI où le traitement des données est effectué localement.

Positionnement sur le marché des capteurs d’image
Par rapport aux capteurs à obturateur global traditionnels, souvent optimisés pour la qualité d’image et la vitesse, les VD55G4 et VD65G4 se distinguent par leur faible consommation et leur fonctionnement événementiel. Ils s’inscrivent dans le segment en croissance de la vision Edge AI et des systèmes IoT à faible consommation.

En combinant efficacité énergétique, compatibilité avec les microcontrôleurs et intégration compacte, ces capteurs répondent à des besoins peu couverts par les solutions d’imagerie classiques orientées vers la haute performance.

Édité par la journaliste industrielle Sucithra Mani avec l’assistance de l’IA.

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