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Fotografia, Sony integra l’intelligenza artificiale nei sensori delle fotocamera

■ Il primo sensore d'immagine al mondo dotato di funzionalità di elaborazione basata su IA. Privacy? Le immagini restano nel chip.

di Luca Tremolada

4' di lettura

Li possiamo anche definire i primi sensori d’immagine intelligenti. I giapponesi della Sony sono riusciti a incorporare nell’hardware dei sensori d’immagine che si usano per le fotocamere digitali funzionalità di elaborazione basate sull’intelligenza artificiale. L’annuncio è di due sensori d'immagine che presentano una configurazione a strati formata da un chip pixel e da un chip logico. Sono i primi sensori d'immagine al mondo dotati di funzionalità di elaborazione e analisi dell'immagine basate su IA su chip logico. Sulla componentitstica Sony sta scommettendo un pezzo del suo futuro. Nei semiconduttori si aspettano di crescere fino al 25% dei ricavi , puntando sulle tecnologie dell’immagine e sulle fotocamere (numerosi modelli di smartphone montano i sensori Sony).

I due sensori della famiglia Imx

A cosa serve? L'inclusione di tale funzionalità sul sensore d'immagine stesso permette un'elaborazione edge ad alta velocità basata su IA e l'estrazione dei soli dati necessari. Se abbinato all'uso di servizi cloud, tutto ciò consente di ridurre la latenza di trasmissione dei dati, di affrontare le problematiche relative alla privacy e di contenere i consumi energetici e i costi delle comunicazioni.

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Cosa cambia. L’AI applicata all’immagine negli smartphone è
La fotografia computazionale sta da tempo anche nelle reflex (rimozione degli occhi rossi, ottimizzazione automatica dello scatto in base alla scena che viene rilevata…), ma è fondamentale negli smartphone, a compensare il fatto che il sensore è per forza di cose più piccolo. L’AI applicata all’immagine negli smartphone è affidata a un chip dedicato e un neural engine che sfrutta l'AI machine learning (di tipo deep learning) per migliorare lo scatto. In sostanza, i produttori addestrano l'algoritmo con tanti esempi di foto etichettate, così per renderlo più capace di capire la situazione e adattare lo scatto di conseguenza.
Il livello software può essere presente anche su modelli di fascia più bassa (come avviene per i Pixel), ma al momento serve l'hardware dei prodotti più costosi per ottimizzare il risultato. E certi interventi più spinti dell'algoritmo sono inattuabili su hardware (chip) meno performanti. Sul risultato finale incide ovviamente anche l'hardware fotografico, come le lenti. Oppure può essere affidata completamente al cloud, l’immagine viene inviata via internet alla nuvola che usa la potenza di elaborazoine dei server per produrre ottimizzazione grafiche. Nei nuovi sensori di Sony il segnale acquisito dal chip pixel è elaborato tramite IA sul sensore, non sono più necessari processori ad alte prestazioni o memoria esterna. Il sensore invia i metadati (informazioni semantiche proprie dei dati dell'immagine) invece che l'immagine, perciò il volume dei dati è ridotto come l’impatto sulla privacy. Al tempo stesso si possono immaginari nuovi servizi come l tracking degli oggetti in tempo reale con un'elaborazione ad alta velocità fondata su IA. I diversi modelli di IA possono essere selezionati riscrivendo la memoria interna in base ai requisiti dell'utente o alle condizioni proprie del luogo di utilizzo del sistema.

Come è fatto. Il chip è retroilluminato e dispone di circa 12,3 megapixel effettivi, che consentono di acquisire informazioni attraverso un ampio angolo di campo. In aggiunta al circuito operativo dei sensori d'immagine convenzionali, il chip logico è dotato di un DSP (Digital Signal Processor) originale di Sony, dedicato all'elaborazione del segnale tramite IA, e di memoria per i modelli di IA. I sensori poi come detto sono due. Il primo processore IMX500 con una risoluzione di 12,3 megapixel effettivi è in produzione da aprile, mentre il nuovo chip IMX501, con 7,85 millimetri di diagonale uscirà a giugno. Prezzi a partire da 10mila Yen

E’ una innovazione? Sicuramente sì, almeno se si immaginano le applicazioni. Si potranno salvare i modelli di Ai desiderati nella memoria integrata, riscrivendoli e aggiornandoli in base ai requisiti richiesti o alle condizioni del luogo in cui il sistema viene utilizzato. Per esempio, se più fotocamere equipaggiate con il nuovo prodotto sono installate in un punto vendita, lo stesso tipo di fotocamera può essere impiegato in maniera versatile in punti, circostanze, momenti o con scopi differenti. All'ingresso di una struttura, infatti, può permettere di registrare il numero di visitatori che decidono di entrare. Sullo scaffale di un negozio, può aiutare a visualizzare i prodotti in esaurimento. All'altezza del soffitto, consente di elaborare la mappa di calore dei clienti (individuando le aree ad alta concentrazione) e così via. Inoltre, il modello di IA di una determinata fotocamera può essere riscritto per passare dall'elaborazione di mappe di calore all'identificazione del comportamento dei clienti e così via. Molto, anzi tutto dipenderà da chi vorrà scrivere software dedicato per servizi di nuova generazione. Forse ci vorranno ancora anni prima di vederlo montato sugli smartphone. Ma potrà essere integrato in fotocamere professionali, dentro ai sistemi di sorveglianza di negozi e uffici. Come detto, molto dipenderà da come il mercato professionale accoglierà questa innovazione.

La privacy?  Ultimo punto ma centrale è la privacy. Sistemi di sorveglianza globale non sono purtroppo una novità come insegna la Cina. La possibilità di elaborare le immagini direttamente nel chip del sensore consente infatti di non trasferire foto o video, ma solo i metadati che possono riguardare per esempio il sesso o l’età stimata. Secondo i tecnici giapponesi il sensore si limita ad analizzare esclusivamente i metadati, nel senso che non svolge alcun riconoscimento biometrico. Così dicono.

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