嵌入式視覺應用的疆土在逐漸擴大

随着先進機器人技術和機器學習技術的湧現以及向工業4.0制造模式的轉變，

嵌入式

機器視覺應用的疆土在逐漸擴大。在越來越多新興的工業、汽車和消費電子應用中為視覺應用找到了用武之地。

嵌入式視覺

現代汽車采用的電子産品，尤其是進階駕駛輔助系統(ADAS)和車載資訊娛樂系統的快速發展也為嵌入式視訊應用帶來了契機。無人機、遊戲系統、監控和安防等消費電子解決方案的開發工程師看到了嵌入式視覺技術的優勢。

對于快速部署低成本嵌入式

視覺解決方案

而言至關重要的許多關鍵元件和工具終于面世了。如今，設計工程師可以從各種成本較低的處理器中進行選擇，這些處理器具備小尺寸、高性能、低功耗的特性。同時，得益于快速增長的移動市場，設計工程師得以從攝像頭和傳感器的普及中受益。與此同時，軟體和硬體工具的改進有助于簡化開發并加速上市程序。

下面嵌入式視覺技術方案商朗銳智科(www.loongv.com)将探讨如何使用嵌入式視覺技術、采用嵌入式視覺技術的理由。

嵌入式視覺系統實際上涵蓋了執行圖像信号處理算法或視覺系統控制軟體的任何裝置或系統。智能視覺系統中的關鍵部分是進行實時高清數字視訊流處理的高性能計算引擎、大容量固态存儲、智能攝像頭或傳感器以及進階分析算法。這些系統中的處理器可以執行圖像采集、鏡頭校正、圖像預處理和分割、目标分析以及各種啟發式(heuristics)功能。嵌入式視覺系統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)、數字信号處理器(DSP)、現場可程式設計門陣列(FPGA)和專用标準産品(ASSP)。上述處理器架構具備明顯的優勢和短闆。在許多情況下，設計工程師将多種處理器整合到一個異構計算環境中。有時候，處理器則被內建到一個元件中。此外，一些處理器使用專用硬體來盡可能實作最高的視覺算法性能。諸如FPGA之類的可程式設計平台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擴充等其他應用的資源。

在攝像頭方面，嵌入式視覺系統設計工程師使用模拟攝像頭和數字圖像傳感器。數字圖像傳感器通常是需要可見光環境的CCD或CMOS傳感器陣列。嵌入式視覺系統也可用于感測其他資料，如紅外、超音波、雷達和雷射雷達。

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”作為視覺系統中所有邊緣電子裝置的核心。其他系統将傳感器資料傳輸到雲端以減少系統處理器的負載，在這個過程中系統功耗、占用空間和成本降至最低。但是，當需要基于圖像傳感器資料進行低延遲的關鍵決策時，這種方法将面臨問題。

最近市場上的三種發展趨勢有望徹底改變嵌入式視覺系統的面貌。首先，移動市場的高速發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聯盟推出的移動行業處理器接口(MIPI)能夠為設計工程師提供替代方案，使用符合标準的硬體和軟體元件來建構創新且具有成本效益的嵌入式視覺解決方案。最後，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設計工程師實作更好的解決方案并降低成本。

盡管嵌入式視覺解決方案早已面市多年，但該技術的發展速度受到了很多因素的限制。嵌入式視覺的關鍵要素仍沒有能夠以低成本的方式實作。特别是能夠實時處理高清數字視訊流的計算引擎尚未普及。高容量固态存儲和進階分析算法的限制也帶來了挑戰。

嵌入式視覺技術還在很大程度上受到元件性能的限制。智能視覺解決方案中的許多關鍵元件，特别是實時處理高清數字視訊所需的計算引擎，價格高昂超出可接受的範圍。

随着移動處理器的發展，低功耗FPGA和ASSP的出現，MIPI接口标準的推廣以及低成本攝像頭和傳感器的普及，設計工程師可将曾經高度專業化的技術應用到智能工廠自動化、汽車電子和消費電子領域。顯然嵌入式視覺技術将在這裡發揮十分重要的作用。