嵌入式视觉应用的疆土在逐步扩大

随着先进机器人技术和机器学习技术的涌现以及向工业4.0制造模式的转变，嵌入式机器视觉应用的疆土在逐步扩大。在越来越多新兴的工业、汽车和消费电子应用中为视觉应用找到了用武之地。
嵌入式视觉
现代汽车采用的电子产品，尤其是高级驾驶辅助系统(ADAS)和车载信息娱乐系统的快速发展也为嵌入式视频应用带来了契机。无人机、游戏系统、监控和安防等消费电子解决方案的开发工程师看到了嵌入式视觉技术的优势。
对于快速部署低成本嵌入式视觉解决方案而言至关重要的许多关键组件和工具终于面世了。如今，设计工程师可以从各种成本较低的处理器中进行选择，这些处理器具备小尺寸、高性能、低功耗的特性。同时，得益于快速增长的移动市场，设计工程师得以从摄像头和传感器的普及中受益。与此同时，软件和硬件工具的改进有助于简化开发并加速上市进程。
下面嵌入式视觉技术方案商朗锐智科(www.loongv.com)将探讨如何使用嵌入式视觉技术、采用嵌入式视觉技术的理由。
嵌入式视觉系统实际上涵盖了执行图像信号处理算法或视觉系统控制软件的任何设备或系统。智能视觉系统中的关键部分是进行实时高清数字视频流处理的高性能计算引擎、大容量固态存储、智能摄像头或传感器以及高级分析算法。这些系统中的处理器可以执行图像采集、镜头校正、图像预处理和分割、目标分析以及各种启发式(heuristics)功能。嵌入式视觉系统设计工程师采用各种处理器，包括专为视觉应用设计的通用CPU、图象处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和专用标准产品(ASSP)。上述处理器架构具备明显的优势和短板。在许多情况下，设计工程师将多种处理器整合到一个异构计算环境中。有时候，处理器则被集成到一个组件中。此外，一些处理器使用专用硬件来尽可能实现最高的视觉算法性能。诸如FPGA之类的可编程平台为设计工程师提供了高度并行的计算密集型应用架构以及用于I/O扩展等其他应用的资源。
在摄像头方面，嵌入式视觉系统设计工程师使用模拟摄像头和数字图像传感器。数字图像传感器通常是需要可见光环境的CCD或CMOS传感器阵列。嵌入式视觉系统也可用于感测其他数据，如红外、超声波、雷达和激光雷达。
越来越多的设计工程师开始转向采用摄像头或各种传感器的“智能摄像头”作为视觉系统中所有边缘电子设备的核心。其他系统将传感器数据传输到云端以减少系统处理器的负载，在这个过程中系统功耗、占用空间和成本降至最低。但是，当需要基于图像传感器数据进行低延迟的关键决策时，这种方法将面临问题。
最近市场上的三种发展趋势有望彻底改变嵌入式视觉系统的面貌。首先，移动市场的高速发展为嵌入式视觉设计工程师提供了海量的处理器可选方案，能够以低功耗提供相对较高的性能。
其次，MIPI联盟推出的移动行业处理器接口(MIPI)能够为设计工程师提供替代方案，使用符合标准的硬件和软件组件来构建创新且具有成本效益的嵌入式视觉解决方案。最后，针对移动应用的低成本传感器和摄像头的激增，帮助嵌入式视觉系统设计工程师实现更好的解决方案并降低成本。
尽管嵌入式视觉解决方案早已面市多年，但该技术的发展速度受到了很多因素的限制。嵌入式视觉的关键要素仍没有能够以低成本的方式实现。特别是能够实时处理高清数字视频流的计算引擎尚未普及。高容量固态存储和高级分析算法的限制也带来了挑战。
嵌入式视觉技术还在很大程度上受到组件性能的限制。智能视觉解决方案中的许多关键组件，特别是实时处理高清数字视频所需的计算引擎，价格高昂超出可接受的范围。
随着移动处理器的发展，低功耗FPGA和ASSP的出现，MIPI接口标准的推广以及低成本摄像头和传感器的普及，设计工程师可将曾经高度专业化的技术应用到智能工厂自动化、汽车电子和消费电子领域。显然嵌入式视觉技术将在这里发挥十分重要的作用。