浅谈FPGA在工业视觉的应用

         我这人一般很少写帖子的。看了论坛的基本的内容都是复制和粘贴资料。老套的教程。老套的新闻，老套的软件。特此本人装逼写点东西。
         工业视觉主要在于替代人工检测，人工手臂替换的功能。那工业视觉和安防行业区别在哪里的。
         安防行业只在乎成本的问题，所以用的图像传感器都是低端的传感器的，不在乎暗电流的平均值，噪声比，光照敏度，全局快门，宽动态，高帧率的要求。
         学生肯定要问了。这玩意有啥意思啊。做个课设，能看到摄像头能显示图像就可以了。那叫做法叫低能儿。就跟单片机跑个流水灯一样。你确定你能显示图像，工资能拿到上万吗？做梦吧。
        暗电流平均值是衡量在低照明灯环境下的参数的，暗电流平均值越低，代表着低照明的感光效应越好的。因为很多检测的环境是没有光源的，设备必须能超过人的眼睛的能力。而噪声比，也可以衡量夜光效应。但是噪声比更多衡量传感器的增益参数的影响的。很多苹果ipad，晚上的拍摄的时候，都是提高模拟增益，提高亮度值，所以导致图像噪声特别多。
       光照敏度，也可以衡量夜视效果，但是光照敏度是可以衡量传感器的进光量值。因为很多传感器的镜头是很小的，如果光照敏度很高情况下，镜头做的很小，但是图像依然噪声很小，很清晰。
    全局快门，估计除了玩照相机才知道这个，基本的大学生拿着手机自拍也不懂这个的。全局快门是拍摄高速物体的，避免拖影的。全局快门是全部扫描线都在同一个时间曝光，每一行曝光完成后，都会锁存数据。这种传感器的成本高。现在很多数码相机为了节省成本使用全局复位，也就是曝光可以同一个时间开始，但是不同的行读取也会在曝光，所以不同的行会有边缘拖影，所以经常看到图像中间清晰，边缘模糊。
      基本的手机都是卷帘快门，是边曝光边读取。有人肯定要问了，有啥很多相机可以拍摄高速物体，那是软件上面做的，忽悠你的。基本上是提高帧率，然后得到快速一帧图像，这样可以减少拖影问题。
      快动态，是低照度和高亮的之间光亮值。毕竟相机没人的眼睛那么好，可以看太阳，又可以看到室内的东西的。相机的相应参数是有限制的，有的时候经常拍摄室外，是看不到室内环境。
      
        说了这么多，难道我是卖传感器的？不是，我本人做fpga的。上面废话半天，说到一点，就是工业视觉的使用传感器的要求。
         那工业视觉是怎么一个流程。大学生除了拿个自己做相机玩玩小车寻轨迹，赛跑道，自拍，还能干什么？工业视觉是检测和分拣功能。
          了解一个概念，工业环境的触发。工业环境很多是PLC控制的，流水线的移动，是PLC触发一次，移动一次，这个时候可以给工业相机一个触发信号进行拍照，得到图像，然后分析数据，给出结果。
            工业相机输出可以通过以太网，或者CAN总线，RS232总线，或者图像DVI/HDMI/VGA显示也是可以的，或者单独一个脉冲，触发另一个PLC设备移动问题。
            所以重要概念是触发图像的。触发是工业相机能捕捉图像的一个输入信号。有外部硬件触发，或者通过软件触发。
            工业相机另外一个概念，图案概念。工业相机用的最多的算法是匹配图像。包括任何检测缺陷，检测图像位置。当然还有奇葩的，检测一维码，二维码，检测距离。这些都是基本图像算法。
             所以对于大学生和想入这行业的新手，必须多学匹配算法才能进入该行业。

              那FPGA在工业相机有啥用。因为工业相机很多图像传感器都是很奇葩的，有多路lvds传输，有多路mipi接口，有hspi总线的，还有serdes高速总线的。所以fpga可以用来做基本转换的。
              另外一个方面，在工业相机下。很多通信协议都是特定的，特别现在目前很多工业设备很多不兼容，所以用fpga做协议转换。比如modebus的机器人控制，CAN总线的控制。DSP上面虽然也有，但是DSP接口都是固定化的。所以升级DSP太累。
              还有一个fpga可以做并行处理，这个功能跟dsp的达芬奇的前端图像预处理有点类似的。但是达芬奇的接口奇葩在于只能接入特定格式的视频，所以看了很多板子都要fpga做传感器转换视频格式。
            当然fpga也可以做视频加速，做矩阵算法。但是目前国内，貌似几个人用。是不是国人都是看着对方搞，才有信心抄袭呢？
        
            当然fpga也是有缺陷的。没有浮点单元的。没浮点单元，开根号，做三角函数是误差很大的。有人问我，做个图像处理需要这个吗？废话，基本都是函数变换变去。基本乘法加法除法就不要提了。难道你以为图像处理就是检测一个边缘，显示下觉得很牛逼？低能儿。
            
           还有一个fpga可以用arm集成的方式做工业相机。本质为了解决tcp协议的问题。
         
             讲了上面的基本内容，是不是觉得我很牛逼？百度和谷歌都找不到的内容，唯独我自己编写出来，在论坛什么水平。
              版主加精后，这上面自己装逼的话就删除。