嵌入式视觉技术--潜力巨大,有待开发
虽然如此,使用FPGA越来越方便了,这是由多种因素造成的。首先,是所谓的"IP模块"库——可重用FPGA设计组件库,其功能越来越强大了。在某些情况下,这些库能够直接满足视觉算法要求。在其他一些应用中,它们还支持视频I/O端口或者扫描线缓冲等功能。而且,FGPA供应商及其合作伙伴提供了越来越多的参考设计——采用了FPGA的可重用系统设计,面向专业应用。最后,利用高级综合工具,设计人员使用高级语言,在FPGA中实现视觉和其他算法,而且效率越来越高。用户可以在FPGA中实现性能相对低一些的CPU。而且,在少量的应用中,FPGA制造商在器件中集成了高性能CPU。
传感器扮演什么角色?
很明显,图形传感器是嵌入式视觉技术的关键。图形传感器在近年来已变得比较不那么昂贵了,这主要可归功于行动电话普遍且大量且地采用了图形传感器。除了传统的图形传感器以外,许多视觉应用都可以利用各式各样的传感器。例如,3D传感器在微软Kinect的应用即其一例,3D传感器可说是许多应用的一大福音,因为有了3D影像后确实简化了一些视觉任务。
在深入探索嵌入式系统以前,必须先具备哪些电脑视觉知识呢?
大多数的嵌入式系统设计工程师并不了解嵌入式视觉技术具有什么样的能力。这是因为,一直到最近以前,在大多数的嵌入式系统中使用视觉技术仍不切实际;它毕竟还是太昂贵了。而今,为一系列广泛的各种系统进一步纳入视觉性能,在经济上已经变得较为可行了;因此,对于系统设计者而言,熟悉这项技术、并进一步了解这项技术能做些什么是相当重要的。
早期采用视觉技术的工程师们现在已经可以拿出一些令人惊喜的新产品和产品功能了。当然,工程师们不仅需要了解视觉技术能做什么,同时也要学会如何把视觉技术整合于自己的产品中。在这方面,目前虽然已经累积了一些庞大的出版文献可供参考,但其中绝大多数都是学术研究出版品,以及一些通常不适合协助工程师用于构建解决方案的文献。工程师们需要的是更实际的资讯,如指导方针、设计实例、架构图以及样本程式码等。
嵌入式视觉系统开发平台
从头开始打造一款视觉系统或子系统,可说是一项庞大且复杂的工作。你必须从像影像传感器与处理器等这一类的基本元素开始,以及从无到有着手建立一种演算法。这对于资源的利用而言,并不是非常有效率的作法,特别是因为在视觉应用中还存在着不断周而复始出现的共同问题。
工程师们最好不要选择这种卷土重来的做法,他们应该能够针对特定应用的一些共同元素,重新使用业经验证的解决方案,然后再将自己的专才发挥在其设计独特之处。我个人认为,这意味着我们需要专门针对视觉应用的先进开发平台,例如,其中包括开发板以及合适的处理器、记忆体、I/O和图形传感器的视觉开发平台。同时还伴随有建置一个或多个视觉应用案例的应用软件。此外,这一视觉开发平台也提供了源代码,使工程师们能够参考这些范例应用立即开始工作,并对其设计进行修改,或添加所需的独特功能。
这种开发平台还将包括强大的开发工具,让工程师们在定义所需的功能时,能够作业于更高的抽象层,无需牺牲太多性能。同时,完整的开发平台还提供一个最佳化视觉建构功能的丰富工具库。
先进的开发平台将带来莫大助益,以实现并加速视觉功能的普及。
总结
采用嵌入式视觉,业界进入了一种"良性循环",这是很多其他DSP应用领域的特点。目前虽然很少有专门用于嵌入式视觉应用的芯片,但是,这些应用越来越多的采用了针对其他应用开发的高性能、高性价比处理芯片,包括,数字信号处理器、CPU、FPGA和GPU等。这些芯片单位成本、单位功率的可编程性能越来越高,因此,能够支持实现大批量嵌入式视觉产品。这些大批量应用也相应的引起了硅片提供商更多的关注,他们会提供更好的性能、更高的效率和可编程处理能力。
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