高性能DSP的嵌入式视觉应用:借机器一双慧眼

摘要：嵌入式视觉被评为十大改变2012年消费电子市场的技术之一，根据IMS Research预计，到2015年，将有35亿电子系统有视觉能力。本文分析了用ADI的DSP实现嵌入式视觉的部分应用案例。

《泰坦尼克号》3D版在全球热播。时隔15年，这段凄美故事仍然叫人唏嘘。泰坦尼克号沉没原因虽然还存在着许多分歧，但撞上冰山的事实却是肯定的。关于泰坦尼克号撞击冰山的原因最终归结到，船员因未能找到望远镜(因为当时船上唯一的一副双筒望远镜被二副锁在了柜子里，而那位保管柜子钥匙的二副最后并没有上船)，瞭望员不得不用肉眼观测，当发现冰山时，为时已晚。

肉眼的观察能力是有限的，千百年来人们一直在通过各种途径来弥补或替代肉眼的缺陷。随着科技的进步，这类工具从原先单纯的视觉模拟功能逐渐加入了更多的智能处理功能。例如，在智能安防监控领域，监控设备除了替代人眼提供7×24小时全天候、不眨眼的视频录像外，还可以提供对特殊事件预警或该类事件发生时提高录像清晰度等功能;在汽车领域，当您以高速度在公路上行驶时而忽视了前方进城限速的标志，这时候汽车中的另一双“眼睛”就会发出警告提醒您限速行驶……

类似的应用正在以“嵌入式视觉”的概念迅速走入我们的生活，受到越来越多的关注。在2012年初的拉斯维加斯国际消费电子展(CES)上，嵌入式视觉被评为十大改变今年消费电子市场的技术之一。根据IMS Research预计，到2015年，将有35亿电子系统有视觉能力，包括智能手机、电视和汽车驾驶员辅助系统(ADAS)等。

嵌入式视觉应用的“前世今生”

其实，“嵌入式视觉”这个概念的提出并不久，但类似的应用已经在很多行业走过若干年的研发、应用历程，包括智能视频监控、生物识别、智能机器人、工业及医疗行业的机器视觉，以及目前在汽车行业极受关注的ADAS，等等。

ADI 是业界对嵌入式视觉的技术开发和应用走在前列的半导体公司之一，ADI认为对于当今和很多未来的工业、医疗和消费电子视觉应用开发，提供能够使产品“看见”并做出响应的元器件至关重要。为此，ADI提供了多种嵌入式视觉信号链器件，例如数字信号处理器(DSP)、编/解码器、HDMI收发器、放大器和特殊电源管理 IC，使部署各种各样的视觉应用变得极其便利。特别是Blackfin器件在早期的“嵌入式视觉”应用中有广泛的应用，下面是四个具有代表性的早期“嵌入式视觉”应用成功案例。　　

 

⒈六年前的德国Aglaia GmbH 公司开发上市汽车驾驶员辅助视觉传感器系统，其实时电子眼方案由硬件和软件组成(核心处理器采用了双核Blackfin ADSP BF561)，模仿人类从眼球(图像捕捉)到大脑(图像分析和阐释)的视觉系统。Aglaia的系统能够通知驾驶员前方的交通标志，对潜在的交通冲突发出警告，自动限速，当驾驶员驶出车道线时发出警告。该系统甚至可以提供“疲劳分析”帮助驾驶员避免碰撞。

⒉视觉辅助技术的领先公司 Enhanced Vision(EV)为增长迅速的视力受损群体提供先进的技术解决方案，选择了Blackfin BF561处理器用于其最新一代的电子低视力辅助设备，那些视力受损群体可以借助这一技术在家中或者在购买食物或药品时实现生活自理。

⒊韩国首尔的Qritek公司利用其新型IRIBIO鼠标生物识别系统可以帮助您“密切注视”——该系统使用微型照相机与嵌入式虹膜认证引擎电路板，非常方便地安装在计算机鼠标中，嵌入在鼠标内部的软件利用用户特有的虹膜模式作为口令处理认证，注册和认证数据也安全地存储在鼠标内部，与PC机分开，避免来自黑客的威胁。

⒋南京新奕天科技公司与香港大学合作开发出智能、自主的视频分析设备——ThinkSmart V1，通过监控现场视频数据，对目标进行检测、跟踪、分类，并分析目标的行为，实时发送预警信息。

正如嵌入式视觉联盟创始人Jeff Bier所指出：“视觉算法对计算能力的要求非常高，而且差异甚大。”在上述的应用中都采用了高性能的Blackfin处理器，其中又以首个高性能双核Blackfin处理器BF561的应用为主。视觉演算法与应用大大地延伸了处理器性能要求的范围，处理器的性能至关重要。　　

 

“在许多嵌入式系统中，设计人员面临着尺寸、功耗与成本等严苛的限制条件，因此，能够以低成本与低功耗提供充分的处理能力是至关重要的。”Jeff Bier对嵌入式视觉应用具有深刻的认识，这样的观点也是当前嵌入式视觉应用的主要趋势之一。ADI 最新推出的