嵌入式视觉何时能开启智慧之眼?
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当我们驾车行驶时,车俩可以识别道路限速标注,提醒我们限速行驶;当我们进入停车场时,无需领取卡片,摄像头自动识别车牌记录时间;当我们外出时,通过网络监控设备可以看到家中的状况……
潜伏商机待发掘
如今,随着越来越多功能强大的处理器、图像传感器、存储器等半导体器件以及相关算法的出现,可以在多种嵌入式系统中实现计算机视觉功能,通过视频输入来分析周围环境,“嵌入式视觉”已经逐步进入我们的生活。嵌入式视觉涉及到两种技术:嵌入式系统和计算机视觉(有时也称为机器视觉)。嵌入式系统可以是任何基于微处理器的系统,它们完成特定的工作,且随处可见,例如:汽车、厨房、消费电子、医疗器械等等。
嵌入式视觉系统在许多应用中发挥关键作用,例如,可以在许多方面提高汽车的安全性和便捷性,车道偏离报警、碰撞缓解、自动泊车和盲区通知;以及姿势识别、增强现实和数字标牌等发展中的领域。而新兴市场包括面部识别,例如,用于金融交易的自动柜员机的身份鉴别;运输市场,采用自动驾驶车辆和智能基础设施形式;以及医疗市场,包括基于视觉系统的患者监控和互动等等。
前路漫漫任重道远
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。
由于日益丰富和不断提高的应用需求,图像传感器的分辨率、低亮度性能、帧速率、尺寸、功耗和成本等关键特性都有着明显的改善。鉴于良好的市场商机,各厂商也在纷纷布局。
SOC、FPGA正在不断提升嵌入式系统的市场占有率,作为FPGA技术的领头厂商,Altera在嵌入式视觉处理流水线方面非常灵活,性能也非常高,这主要包括图像传感器接口、图像信号处理、压缩、传输,以及视频内容分析等。FPGA并行体系结构有助于视觉处理器算法的加速实现,采用面向OpenCL的Altera SDK设计工具很容易在FPGA上实现并行处理应用。此外,Altera FPGA支持各种传感器接口、压缩标准、传输协议,以及定制视频分析,帮助系统设计人员通过硬件加速进一步提高产品性能。
Synopsys公司近日推出了面向嵌入式应用的嵌入式视觉(EV)处理器IP——DesignWare EV视觉处理器产品系列。该EV处理器能够满足包括游戏手势控制、电视机/家庭娱乐系统手势控制、游戏虚拟现实/3D显示以及监控/面部识别等新型市场的设计需求。
然而,由于缺乏统一的标准,使得嵌入式视觉技术发展受阻,唯有采用互相兼容的标准,以及对处理器类别选取的严格把控,才能真正开启并普及嵌入式视觉应用。与此同时,嵌入式视觉应用也要求处理器具备高性能、低成本、低功耗以及灵活的可编程功能,而专用硬件通常能够以低成本实现高性能,但是可编程能力较弱;通用CPU具有可编程能力,但是性能较差,性价比不高,能效也较低。如何衡量性能与功耗,仍将是开发设计中的一大难点。