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標(biāo)簽 > 嵌入式視覺
“嵌入式視覺”是指一種通過視覺方法去理解周邊環(huán)境的機(jī)器。嵌入式視覺涉及到兩種技術(shù)：嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺（有時(shí)也稱為機(jī)器視覺）。本文詳細(xì)介紹了嵌入式視覺系統(tǒng),機(jī)器視覺嵌入式,嵌入式視覺方案等內(nèi)容。
“嵌入式視覺”是指一種通過視覺方法去理解周邊環(huán)境的機(jī)器。嵌入式視覺涉及到兩種技術(shù)：嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺（有時(shí)也稱為機(jī)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(fèi)電子、醫(yī)療器械等等；計(jì)算機(jī)視覺則使用數(shù)字處理和智能算法去理解圖像或者視頻，它是一個(gè)已經(jīng)被研究很久，但仍然方興未艾的領(lǐng)域?，F(xiàn)在，由于高計(jì)算能力、低價(jià)格且低功耗的處理器的出現(xiàn)，越來越多的計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用可以在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)；另一方面，由于需求之廣泛，嵌入式視覺的設(shè)備市場(chǎng)和微處理器市場(chǎng)均正獲得高速發(fā)展。
“嵌入式視覺”是指一種通過視覺方法去理解周邊環(huán)境的機(jī)器。嵌入式視覺涉及到兩種技術(shù)：嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺（有時(shí)也稱為機(jī)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(fèi)電子、醫(yī)療器械等等；計(jì)算機(jī)視覺則使用數(shù)字處理和智能算法去理解圖像或者視頻，它是一個(gè)已經(jīng)被研究很久，但仍然方興未艾的領(lǐng)域。現(xiàn)在，由于高計(jì)算能力、低價(jià)格且低功耗的處理器的出現(xiàn)，越來越多的計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用可以在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)；另一方面，由于需求之廣泛，嵌入式視覺的設(shè)備市場(chǎng)和微處理器市場(chǎng)均正獲得高速發(fā)展。
嵌入式視覺的應(yīng)用
很明顯，嵌入式視覺技術(shù)能夠?yàn)槎喾N應(yīng)用帶來 巨大的價(jià)值。根據(jù)IHS的最新研究預(yù)測(cè)，汽車應(yīng)用將是2013年嵌入式視覺市場(chǎng)發(fā)展的主要推動(dòng)力。2013年車載用途的機(jī)器視覺處理器利潤預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到1.51億美元，而2011年和2012年的利潤分別是1.26億和1.37億美元。研究報(bào)告另外指出，在未來幾年，該市場(chǎng)將持續(xù)每年6-9%的增長
速度。到2016年，利潤將達(dá)到1.87億美元，相當(dāng)于6年CAGR達(dá)到8.2%。HIS的嵌入式處理器主任分析師，Tom Hackenberg表示，“嵌入式視覺可以從很對(duì)方面改善汽車的安全性和使用方便性，在某些應(yīng)用中起到關(guān)鍵性的作用，比如車道偏離告警系統(tǒng)，碰撞警告系統(tǒng)，自動(dòng)泊車系統(tǒng)，疲勞偵測(cè)系統(tǒng)，盲區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)”，“車載領(lǐng)域的整個(gè)嵌入式視覺市場(chǎng)，裝備量非常大，增長速度也非常快”。 嵌入式視覺技術(shù)在汽車領(lǐng)域的成功案例包括Mobileye基于視覺的輔助駕駛系統(tǒng)，iOnRoad輔助駕駛應(yīng)用和Roadefend徑衛(wèi)視覺駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)可以有效降低交通事故發(fā)生的幾率。
嵌入式視覺使用的其余2大市場(chǎng)是傳統(tǒng)的工業(yè)視覺應(yīng)用市場(chǎng)，和安防應(yīng)用市場(chǎng)。例如以色列IOImage智能視頻安防系統(tǒng)，以其高性能、易用性文明于業(yè)界。另一個(gè)案例是MG國際公司的泳池安全系統(tǒng)，旨在通過智能視頻監(jiān)控，防止游泳溺水。在工業(yè)視覺應(yīng)用領(lǐng)域，ABB，F(xiàn)UNUC（日本），三菱，川崎等公司，通過嵌入式視覺系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用，處于領(lǐng)先地位。
另外，嵌入式視覺在軍事領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，包括視覺引導(dǎo)的導(dǎo)彈、無人偵察機(jī)、軍事機(jī)器人等。在高級(jí)的電子游戲機(jī)系統(tǒng)中，例如Xbox中，我們也能找到嵌入式視覺技術(shù)應(yīng)用的蹤跡。
正如同高速無線互聯(lián)是從高成本新奇技術(shù)起步一樣，目前為止，嵌入式視覺 一般只用于復(fù)雜昂貴的系統(tǒng)中，例如，毛發(fā)移植的手術(shù)機(jī)器人，制造業(yè)的質(zhì)量控制檢查系統(tǒng)等。
如何使用純FPGA來實(shí)現(xiàn)嵌入式視覺方案
嵌入式視覺是當(dāng)今科技最激動(dòng)人心的領(lǐng)域之一。
關(guān)于使用Zynq SoC的嵌入式視覺應(yīng)用，熱心群眾們說的太多，我就不贅述了。今天我們換一個(gè)新的視角，來看看如何使用純FPGA來實(shí)現(xiàn)嵌入式視覺方案。
這篇文章，將帶你了解如何使用Digilent Nexys Video Artix-7 FPGA多媒體音視頻開發(fā)板來實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的HDMI輸入/輸出視頻處理系統(tǒng)。特別是如果你是一名新手，通過本文，你會(huì)對(duì)基于FPGA的視頻處理有更多基本的理解。
坦白說，Digilent Nexys Video開發(fā)板可能是市面上性價(jià)比最高的音視頻處理FPGA口袋實(shí)驗(yàn)室了。作為一款專用于音視頻處理教學(xué)以及視頻和視覺應(yīng)用原型開發(fā)的評(píng)估板，此板搭載了Xilinx Artix-7系列中資源最大的器件Aritx-7 XC7A200T FPGA。
今天我們就來介紹一下如何使用Nexys Video來實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的HDMI輸入/輸出視頻處理系統(tǒng)。先來看下此板所集成的支持視頻接收、處理和生成/輸出的下列I/O和外設(shè)接口：
HDMI輸入
HDMI輸出
顯示輸出端口
以太網(wǎng)
UART
USB
512MB DDRSDRAM
線路輸入（Line In）/麥克輸入/耳機(jī)輸出/線路輸出（Line Out）
FMC
使用VHDL與RTL方法，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像處理流水線，我們需要實(shí)現(xiàn)如下架構(gòu)：
監(jiān)控處理器（本例中采用Xilinx Artix-7 FPGA實(shí)現(xiàn)的MicroBlaze軟核RISC處理器）用于監(jiān)控與用戶接口間的通信并根據(jù)應(yīng)用的要求配置圖像處理流水線。在本例這個(gè)簡(jiǎn)單的架構(gòu)中，HDMI輸入口接收的數(shù)據(jù)從原始的并行格式的視頻數(shù)據(jù)、Hsync和VSync轉(zhuǎn)換為AXI Streaming（AXIS）格式。我們想要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成AXIS格式是因?yàn)閂ivado提供多個(gè)使用這種數(shù)據(jù)格式的圖像處理IP。如果我們使用Vivado HLS來創(chuàng)建我們自己的圖像處理模塊，那么能夠支持AXIS接口也很重要。
MicroBlaze處理器需要支持如下外圍設(shè)備：
AXI UART – 支持系統(tǒng)的通信和控制
AXI Timer – 使MicroBlaze可以實(shí)時(shí)運(yùn)行事件
MicroBlaze調(diào)試模塊 – 支持MicroBlaze的調(diào)試
MicroBlaze本地存儲(chǔ) – 連接到DLMB和ILMB（數(shù)據(jù)&指令本地存儲(chǔ)總線）
我們將使用存儲(chǔ)接口生成器來創(chuàng)建與板上SDRAM對(duì)接的DDR接口。這個(gè)接口和SDRAM創(chuàng)建了一個(gè)公共的存儲(chǔ)框架，可以訪問圖像處理管道以及使用AXI interconnect訪問監(jiān)控處理器。
創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像處理流水線需要使用如下IP：
DVI2RGB – Digilent提供的HDMI輸入IP
RGB2DVI – Digitlent提供的HDMI輸出IP
Video In to AXI4-Stream – 將并行視頻輸入轉(zhuǎn)換為AXI Streaming協(xié)議（Vivado IP）
AXI4-Stream to Video Out – 將AXI-Stream轉(zhuǎn)換為并行視頻輸出（Vivado IP）
Video Timing Controller Input – 檢測(cè)輸入視頻流參數(shù)（Vivado IP）
Video Timing Controller Output – 生成輸出視頻流時(shí)序參數(shù)（Vivado IP）
Video Direct Memory Access – 支持圖像寫入和從DDR SDRAM讀出
視頻處理鏈的核心是VDMA，我們借助它來將圖像移動(dòng)到DDR內(nèi)存中。
上圖展示了IP如何將流式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為讀和寫管道中內(nèi)存映射的數(shù)據(jù)。兩個(gè)VDMA通道都提供了在流式數(shù)據(jù)和內(nèi)存映射數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換的能力。寫通道支持流到內(nèi)存映射的轉(zhuǎn)換而讀通道提供內(nèi)存映射到流的轉(zhuǎn)換。
當(dāng)把所有這些集中到Vivado中創(chuàng)建初始的基本系統(tǒng)，我們得到了如下架構(gòu)，這是Nexys Video HDMI示例提供的。
嵌入式視覺解決方案
嵌入式視覺技術(shù)為許多激動(dòng)人心的新興應(yīng)用進(jìn)入市場(chǎng)提供了光明的前景。這些新興應(yīng)用包括用于M2M應(yīng)用中的工業(yè)顯示系統(tǒng)、工業(yè)4.0解決方案、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和車載信息娛樂系統(tǒng)、數(shù)碼單反相機(jī)、無人機(jī)、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備。
萊迪思的產(chǎn)品系列能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的解決方案以滿足當(dāng)今嵌入式視覺設(shè)計(jì)工程師的需求，如不斷變化的接口、低功耗圖像信號(hào)處理和硬件加速。
萊迪思攜手合作伙伴助您實(shí)現(xiàn)適用于網(wǎng)絡(luò)邊緣嵌入式視覺處理應(yīng)用的靈活、低功耗的解決方案。
嵌入式視覺系統(tǒng)
在當(dāng)今所有行業(yè)中攝像頭應(yīng)用的數(shù)量都在不斷增長，更加智能的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。像目標(biāo)識(shí)別、深度感知、碰撞規(guī)避和決策制定的概念正在深入我們的家庭生活、城市環(huán)境、工廠和汽車所使用的設(shè)備中。邊緣計(jì)算需要各種設(shè)備協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)更高的效率。消費(fèi)電子、工業(yè)和汽車行業(yè)正著眼于FPGA，助力構(gòu)建靈活、智能學(xué)習(xí)的環(huán)境，將理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
什么是SLAM技術(shù)？SLAM技術(shù)的工作原理
SLAM技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)程序，用于構(gòu)建座席周圍環(huán)境的虛擬地圖并更新其實(shí)時(shí)坐標(biāo)。
如何使用純FPGA來實(shí)現(xiàn)嵌入式視覺方案
在本例這個(gè)簡(jiǎn)單的架構(gòu)中，HDMI輸入口接收的數(shù)據(jù)從原始的并行格式的視頻數(shù)據(jù)、Hsync和VSync轉(zhuǎn)換為AXI Streaming（AXIS）格式。我們...
在一個(gè)小型嵌入式解決方案上為流式傳輸 4x 應(yīng)用制作原型的步驟
? ? 嵌入式視覺組件越來越受歡迎，并被整合到大量的應(yīng)用中。這些應(yīng)用的共同之處，就在于它們都需要在狹小的空間內(nèi)容納更多的功能。當(dāng)這些系統(tǒng)在邊緣做出決策時(shí)...
2022-04-29 標(biāo)簽：ITS嵌入式視覺嵌入式視覺系統(tǒng) 1.0萬 0
如何解決嵌入式視覺系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)？
嵌入式視覺系統(tǒng)應(yīng)用到很多領(lǐng)域，比如工業(yè)自動(dòng)化、無人機(jī)、交通監(jiān)控、移動(dòng)設(shè)備、汽車等，憑借其強(qiáng)悍的處理性能和多樣化的功能取代傳統(tǒng)的人工來提高生產(chǎn)效率。隨著科...
賽靈思INT8優(yōu)化為嵌入式視覺應(yīng)用提供性能和計(jì)算方法
要使用可編程邏輯上的 DSP 實(shí)現(xiàn)中值濾波器，可以對(duì)算法做改動(dòng)。每次比較運(yùn)算可以分為減法運(yùn)算及后續(xù)的符號(hào)位檢查。對(duì)減法運(yùn)算，DSP48E2 Slice ...
2019-07-30 標(biāo)簽：計(jì)算機(jī)視覺嵌入式視覺深度學(xué)習(xí) 3830 0
如何定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)或結(jié)構(gòu)加速視覺系統(tǒng)的優(yōu)化
當(dāng)人們討論深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)、深度學(xué)習(xí)和嵌入式視覺時(shí)，通常會(huì)先討論如何定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)或結(jié)構(gòu)。不久之前，我們還只能支持線性網(wǎng)絡(luò)，在輸入和輸出級(jí)之間的層數(shù)...
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擴(kuò)展了對(duì)汽車，工業(yè)和醫(yī)療嵌入式視覺應(yīng)用的支持。萊迪思在mVision堆棧中添加了新的開發(fā)板，以支持用于工業(yè)，醫(yī)療和汽車應(yīng)用的流行圖像傳感器。支持的圖像傳...
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賽靈思INT8優(yōu)化為嵌入式視覺應(yīng)用性能和計(jì)算方法
賽靈思的 DSP 架構(gòu)和庫針對(duì) INT8 運(yùn)算進(jìn)行了精心優(yōu)化。本白皮書介紹如何使用賽靈思 16nm 和 20nm All Programmable 器件...
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基于嵌入式機(jī)器視覺控制系統(tǒng)的研究立即下載
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香煙小包裝嵌入式視覺在線檢測(cè)系統(tǒng)立即下載
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Spartan-7到底有哪些特色、優(yōu)勢(shì)，相比前一代有什么不同點(diǎn)
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平臺(tái)擴(kuò)展了客戶在從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 和工廠自動(dòng)化等應(yīng)用中設(shè)計(jì)安全可靠系統(tǒng)的選擇。
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德州儀器（TI）在智能駕駛市場(chǎng)再發(fā)動(dòng)新一波攻勢(shì)，率先推出可與數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）搭配運(yùn)作的影像加速器，并將其嵌入于針對(duì)汽車駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）打...
自從2011年嵌入式視覺聯(lián)盟（EVA）成立以來，嵌入式視覺在廣泛的市場(chǎng)范圍內(nèi)，在投資、創(chuàng)新和實(shí)用視覺技術(shù)的使用方面，都取得了前所未有的增長。為了幫助人們...
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用于AI加速嵌入式視覺應(yīng)用的康佳特 i.MX 8M Plus入門套件
Basler pylon 相機(jī)軟件套件提供統(tǒng)一的軟件開發(fā)工具包（SDK），包括用于MIPI的BCON接口 、USB3和GigE接口的視覺相機(jī)，并允許通過...
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