嵌入式視覺技術

　　隨著嵌入式技術的發(fā)展，嵌入式視覺技術也越來越比較重視，多年前。人們對嵌入式視覺技術的研究還是很模糊的，而在嵌入式視覺技術高度專業(yè)化應用的今天。越來越多的新興工業(yè)為視覺應用找到了用武之地。那么就讓我們談談如何使用嵌入式視覺技術、采用嵌入式視覺技術的理由以及近期哪些應用最有希望采用嵌入式視覺技術。

　　更強處理能力

　　根據(jù)定義，嵌入式視覺系統(tǒng)實際上涵蓋了執(zhí)行圖像信號處理算法或視覺系統(tǒng)控制軟件的任何設備或系統(tǒng)。智能視覺系統(tǒng)中的關鍵部分是進行實時高清數(shù)字視頻流處理的高性能計算引擎、大容量固態(tài)存儲、智能攝像頭或傳感器以及高級分析算法。這些系統(tǒng)中的處理器可以執(zhí)行圖像采集、鏡頭校正、圖像預處理和分割、目標分析以及各種啟發(fā)式(heuristics)功能。嵌入式視覺系統(tǒng)設計工程師采用各種處理器，包括專為視覺應用設計的通用CPU、圖象處理單元(GPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和專用標準產(chǎn)品(ASSP)。上述處理器架構具備明顯的優(yōu)勢和短板。在許多情況下，設計工程師將多種處理器整合到一個異構計算環(huán)境中。有時候，處理器則被集成到一個組件中。此外，一些處理器使用專用硬件來盡可能實現(xiàn)最高的視覺算法性能。諸如FPGA之類的可編程平臺為設計工程師提供了高度并行的計算密集型應用架構以及用于I/O擴展等其他應用的資源。

　　在攝像頭方面，嵌入式視覺系統(tǒng)設計工程師使用模擬攝像頭和數(shù)字圖像傳感器。數(shù)字圖像傳感器通常是需要可見光環(huán)境的CCD或CMOS傳感器陣列。嵌入式視覺系統(tǒng)也可用于感測其他數(shù)據(jù)，如紅外、超聲波、雷達和激光雷達。

　　越來越多的設計工程師開始轉向采用攝像頭或各種傳感器的“智能攝像頭”作為視覺系統(tǒng)中所有邊緣電子設備的核心。其他系統(tǒng)將傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫艘詼p少系統(tǒng)處理器的負載，在這個過程中系統(tǒng)功耗、占用空間和成本降至最低。但是，當需要基于圖像傳感器數(shù)據(jù)進行低延遲的關鍵決策時，這種方法將面臨問題。

　　利用移動優(yōu)勢

　　盡管嵌入式視覺解決方案早已面市多年，但該技術的發(fā)展速度受到了很多因素的限制。首先也是最重要的是，這項技術的關鍵要素仍沒有能夠以低成本的方式實現(xiàn)。特別是能夠實時處理高清數(shù)字視頻流的計算引擎尚未普及。高容量固態(tài)存儲和高級分析算法的限制也帶來了挑戰(zhàn)。

　　最近市場上的三種發(fā)展趨勢有望徹底改變嵌入式視覺系統(tǒng)的面貌。首先，移動市場的高速發(fā)展為嵌入式視覺設計工程師提供了海量的處理器可選方案，能夠以低功耗提供相對較高的性能。其次，MIPI聯(lián)盟推出的移動行業(yè)處理器接口(MIPI)能夠為設計工程師提供替代方案，使用符合標準的硬件和軟件組件來構建創(chuàng)新且具有成本效益的嵌入式視覺解決方案。最后，針對移動應用的低成本傳感器和攝像頭的激增，幫助嵌入式視覺系統(tǒng)設計工程師實現(xiàn)更好的解決方案并降低成本。

　　工業(yè)應用

　　工業(yè)應用領域中的機器視覺系統(tǒng)一直以來都是嵌入式視覺領域最有前景的應用方向之一。機器視覺技術是其中最成熟和數(shù)量最多的應用。它被廣泛用于制造過程和質量管理應用。通常，這些應用領域中的制造商采用由一個或多個智能攝像頭與處理器模塊組成的緊湊型視覺系統(tǒng)。Transparency Market Research的分析師預測，機器視覺市場將從2014年的157億美元增長至285億美元(2021年)。

　　人類很早已經(jīng)認識到，光靠肉眼的觀察東西是有限的，肉眼之外還有許多我們無法觀察到的東西，所以人類一直研究一種技術能夠替代和彌補我們?nèi)庋鄣娜毕?。而現(xiàn)在人類已經(jīng)研究出以嵌入式視覺的產(chǎn)品走進了我們的生活。但至今為止嵌入式視覺系統(tǒng)并不成熟，這還需要我們現(xiàn)在的年輕人以及我們的后代進一步研究和突破。