當我們駕車行駛時,車倆可以識別道路限速標注,提醒我們限速行駛;當我們進入停車場時,無需領取卡片,攝像頭自動識別車牌記錄時間;當我們外出時,通過網絡監(jiān)控設備可以看到家中的狀況……
潛伏商機待發(fā)掘
如今,隨著越來越多功能強大的處理器、圖像傳感器、存儲器等半導體器件以及相關算法的出現,可以在多種嵌入式系統(tǒng)中實現計算機視覺功能,通過視頻輸入來分析周圍環(huán)境,“嵌入式視覺”已經逐步進入我們的生活。嵌入式視覺涉及到兩種技術:嵌入式系統(tǒng)和計算機視覺(有時也稱為機器視覺)。嵌入式系統(tǒng)可以是任何基于微處理器的系統(tǒng),它們完成特定的工作,且隨處可見,例如:汽車、廚房、消費電子、醫(yī)療器械等等。
嵌入式視覺系統(tǒng)在許多應用中發(fā)揮關鍵作用,例如,可以在許多方面提高汽車的安全性和便捷性,車道偏離報警、碰撞緩解、自動泊車和盲區(qū)通知;以及姿勢識別、增強現實和數字標牌等發(fā)展中的領域。而新興市場包括面部識別,例如,用于金融交易的自動柜員機的身份鑒別;運輸市場,采用自動駕駛車輛和智能基礎設施形式;以及醫(yī)療市場,包括基于視覺系統(tǒng)的患者監(jiān)控和互動等等。
前路漫漫任重道遠
目前雖然很少有專門用于嵌入式視覺應用的芯片,但是,這些應用越來越多的采用了針對其他應用開發(fā)的高性能、高性價比處理芯片,包括,數字信號處理器、CPU、FPGA和GPU等。這些芯片單位成本、單位功率的可編程性能越來越高,因此,能夠支持實現大批量嵌入式視覺產品。這些大批量應用也相應的引起了硅片提供商更多的關注,他們會提供更好的性能、更高的效率和可編程處理能力。
由于日益豐富和不斷提高的應用需求,圖像傳感器的分辨率、低亮度性能、幀速率、尺寸、功耗和成本等關鍵特性都有著明顯的改善。鑒于良好的市場商機,各廠商也在紛紛布局。
SOC、FPGA正在不斷提升嵌入式系統(tǒng)的市場占有率,作為FPGA技術的領頭廠商,Altera在嵌入式視覺處理流水線方面非常靈活,性能也非常高,這主要包括圖像傳感器接口、圖像信號處理、壓縮、傳輸,以及視頻內容分析等。FPGA并行體系結構有助于視覺處理器算法的加速實現,采用面向OpenCL的Altera SDK設計工具很容易在FPGA上實現并行處理應用。此外,Altera FPGA支持各種傳感器接口、壓縮標準、傳輸協(xié)議,以及定制視頻分析,幫助系統(tǒng)設計人員通過硬件加速進一步提高產品性能。
Synopsys公司近日推出了面向嵌入式應用的嵌入式視覺(EV)處理器IP——DesignWare EV視覺處理器產品系列。該EV處理器能夠滿足包括游戲手勢控制、電視機/家庭娛樂系統(tǒng)手勢控制、游戲虛擬現實/3D顯示以及監(jiān)控/面部識別等新型市場的設計需求。
然而,由于缺乏統(tǒng)一的標準,使得嵌入式視覺技術發(fā)展受阻,唯有采用互相兼容的標準,以及對處理器類別選取的嚴格把控,才能真正開啟并普及嵌入式視覺應用。與此同時,嵌入式視覺應用也要求處理器具備高性能、低成本、低功耗以及靈活的可編程功能,而專用硬件通常能夠以低成本實現高性能,但是可編程能力較弱;通用CPU具有可編程能力,但是性能較差,性價比不高,能效也較低。如何衡量性能與功耗,仍將是開發(fā)設計中的一大難點。