作者Alex Shikany，AIA Vice President （A3）
PC的引入和集成電路功能的不斷增強為基於PC的單板計算機，圖像採集卡，I / O外圍設備，圖形和通信板創造了新的市場 - 這是當今嵌入式電子和機器視覺系統的基石。 如今，板卡，外形和功能的選擇很多，包括基於OpenVPX，VME，CompactPCI，cPCI Express，PC 104，PC / 104 Plus，EPIC，EBX和COM Express標準的產品。
嵌入式視覺可以採用兩種方式：基於這些計算平臺和上述標準的開放式小型視覺和圖像處理板和外圍設備，或使用相機，處理器，圖像採集卡，I / O外圍設備和軟件的定製設計。雖然開放式嵌入式視覺系統的硬件可能相對容易進行逆向工程，但定製嵌入式視覺設計更復雜，高度專有，並且可能使用定製設計的CMOS成像器和嵌入在FPGA和ASIC中的定製Verilog硬件描述語言（HDL）。
嵌入式速度的硬連線程序
在嵌入式視覺設計中，許多適用於並行數據流的圖像處理功能都在FPGA中實現。Altera（現在是Intel的一部分）和Xilinx提供的庫可以與FPGA一起使用來加速這些功能。例如，英特爾的FPGA視頻和圖像處理套件是英特爾FPGA知識產權（IP）功能的集合，用於開發定製視頻和圖像處理（VIP）設計，其範圍從簡單的構建塊功能，如色彩空間轉換，視頻縮放功能。同樣，Xilinx為圖像處理功能提供了許多IP功能，例如濾色鏡插值，伽馬校正和色彩空間轉換。
英特爾和Xilinx都提供第三方IP作為其合作伙伴計劃的一部分。在賽靈思聯盟計劃中，Xilinx包括Crucial IP，iWave Systems Technologies和Xylon等公司的產品，這些公司分別提供IP以執行降噪，視頻編碼和視頻到RGB轉換器。
利用FPGA的強大功能，相機公司在認識到可以在開放式嵌入式中使用外圍設備的需求方面並沒有太慢系統。事實上，像Allied Vision和Basler這樣的公司已經推出了相機模塊以滿足這些需求。為了減少所需的主機處理，具有板載處理能力的相機模塊可用於卸載降噪和彩色去噪等功能，使開發人員可以專注於應用軟件。
嵌入式視覺組件正被納入無數的應用程序中。即便如此，少數工業部門也受到了大部分關注，主要是由於規模經濟。這些包括汽車，醫療，安全和消費者應用。總之，它們突出了主要趨勢：開發人員正在努力降低成本並縮小系統規模，同時提供更高的靈活性。
汽車和安全
高級駕駛輔助系統（ADAS）功能，如鏡子更換，駕駛員睏倦檢測和行人保護系統，正在推動汽車內增強圖像處理的需求。據研究公司Strategy Analytics稱，大多數高端大眾市場車輛預計在未來幾年內將包含多達12臺攝像機。
“在汽車應用中，低能耗的高速計算非常重要，”Basler戰略業務開發經理Ingo Lewerendt說。目前，Basler打算專注於安裝在車內的嵌入式視覺系統。然而，隨著汽車製造商提供自己的娛樂和信息系統品牌艙配置，定製解決方案似乎幾乎不可避免。
來自此類相機模塊的數據必須在最極端條件下快速處理和分析圖像，並且面對嚴格的汽車安全標準。為了應對這些挑戰，Arm開發了Mali-C71，這是一種定製圖像信號處理器（ISP），能夠處理多達四臺攝像機的數據，並處理24檔動態範圍，以捕捉在明亮陽光或陰影下拍攝的圖像的細節。參考軟件控制ISP，傳感器，自動白平衡和自動曝光。為了進一步將該器件應用於汽車市場，該公司計劃開發符合汽車安全完整性等級（ASIL）的汽車軟件。
醫學成像
醫學嵌入式系統的兩個主要應用是內窺鏡成像和X射線成像，這反過來又增強了診斷和治療。嵌入式視覺在醫學成像市場中的使用正在迅速增長，這得益於對微創診斷和治療程序的需求，適應老齡人口的需求以及不斷上升的醫療成本。
為了開發這個市場的便攜式產品，開發人員經常向第三方公司尋求幫助。Zibra公司向NET USA尋求協助，設計其coreVIEW系列管道鏡和內窺鏡。NET開發了一款遠程攝像頭，配備了來自AWAIBA的250 x 250 NanEye像素成像器和一個攝像頭主板，該主板採用FPGA進行顏色調整和壞點校正。控制器板上的HDMI輸出允許以最遠25英尺的距離顯示/查看攝像機捕獲的圖像。
消費者需求
新的嵌入式視覺市場需要沒有PC，GPU或硬盤的視覺。他們想要這個系統減少到最低限度。然而，降低系統成本對傳統上涉及機器視覺市場的公司來說是一個難題，因為高分辨率，高速相機可能需要花費數千美元。在iFixit對iPhone X的拆解中，研究人員發現該設備中使用的TrueDepth傳感器群集的成本為Apple 16.70美元。Apple拒絕評論這些組件的價格，但這種低成本在大批量消費產品中並不罕見。
雖然傳統的機器視覺相機供應商可能不想在消費市場上競爭，但那裡是智能相機模塊供應商的其他機會。這些包括可用於工業應用的無鉛無人機，如熱成像，以分析建築物的熱量損失。例如，來自Robosea的BIKI，一種以魚形式創建的水下無人機，採用3840 x 2160像素攝像頭，32 GB內存，以及自動平衡和避障等機載功能。
隨著嵌入式視覺在汽車，醫學成像，遠程檢測和消費電子產品中的激增，視覺供應商的傳統和非傳統範圍的機會將繼續增加。今天，嵌入式視覺市場面臨的最大挑戰可能是讓越來越精通圖像的公眾瞭解系統級機器視覺設計的優勢，這些設計可以放在極其緊湊的位置 - 包括前褲口袋。
來源：AIA vision online
翻譯：外星眼機器視覺
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