嵌入式愿景在紧凑的足迹中提供全功率

PC的引入和集成电路功能的增加为基于PC的单板计算机、帧抓取器、I/O外围设备、图形和通信板创造了一个新的市场，这些都是当今嵌入式电子和机器视觉系统的构建块。今天，可选择的电路板、形状因素和功能有很多，包括基于OpenVPX、VME、CompactPCI、cPCI Express、PC 104、PC/104 Plus、EPIC、EBX和COM Express标准的产品。

嵌入式愿景可以采用两条轨道：根据这些计算平台和上述标准，或使用相机，处理器，帧抓取器，I / O外围设备和软件的定制设计，打开小型视觉和图像处理板和外围设备。虽然硬件开放式嵌入式视觉系统可能相对容易逆转工程师，自定义嵌入式视觉设计更复杂，高度专有，并可以使用定制设计的CMOS图像和定制的Verilog硬件描述语言(HDL)嵌入fpga和asic。

用于嵌入式速度的硬布线程序
在嵌入式视觉设计中，在FPGA中实现了向并行数据流借给并行数据流的许多图像处理功能。Altera（现在是英特尔的一部分）和Xilinx提供库，可以与其FPGA一起使用以加速这些功能。Intel’s FPGA Video and Image Processing Suite, for example, is a collection of Intel FPGA intellectual property (IP) functions for the development of custom video and image processing (VIP) designs that range from simple building block functions, such as color space conversion, to video scaling functions. Likewise, Xilinx offers many IP functions for image processing functions such as color filter interpolation, gamma correction, and color space conversion.

英特尔和Xilinx都提供第三方知识产权作为合作计划的一部分。在其Xilinx联盟计划中，Xilinx包括来自Crucial IP、iWave Systems Technologies和Xylon等公司的产品，这些公司分别提供IP来执行降噪、视频编码和视频到rgb转换器。

利用FPGA的力量，相机公司在认识到可用于开放式嵌入的外围设备的需求方面并没有缓慢

图1:为了减少所需的主机处理，具有车载处理能力的相机模块可用于卸载功能，例如降噪和颜色debayering，允许开发人员集中在应用软件上。

系统。事实上，Allied Vision和Basler等公司已经推出了摄像头模块来满足这一需求。为了减少对主机处理的需求，可以使用具有板载处理能力的摄像头模块来卸载降噪、脱色等功能，让开发者专注于应用软件(图1)．

嵌入式视觉组件正在被整合到无数的应用程序中。即便如此，仍有少数工业部门受到了最多的关注，这主要是由于规模经济。这些应用包括汽车、医疗、安全和消费者应用。综上所述，它们突出了关键趋势:开发人员正在努力降低成本，减少系统规模，同时提供增强的灵活性。

汽车和安全
先进的驾驶员辅助系统（ADA）诸如镜子替换，驱动器嗜睡检测和行人保护系统等功能正在推动汽车内的增强图像处理。据研究公司战略分析，大多数高端大众市场车辆预计将在未来几年内含有最多12台摄像机。

Basler的战略业务发展经理Ingo Lewerendt说:“在汽车应用中，低能耗的高速计算非常重要。目前，Basler打算专注于安装在车辆内部的嵌入式视觉系统。然而，定制解决方案似乎是不可避免的，因为汽车制造商提供了自己的品牌娱乐和信息系统座舱配置。

来自此类摄像机模块的数据必须在最极端条件下快速处理和分析图像，并面对严格的汽车安全标准。为了解决这些挑战，ARM已经开发了Mali-C71，一种定制图像信号处理器（ISP），其能够从最多四个摄像机处理数据，并处理24个动态范围，以捕获在明亮的阳光或阴影中拍摄的图像的细节。参考软件控制ISP，传感器，自动白平衡和自动曝光。为了进一步利用该设备进入汽车市场，公司计划开发汽车安全诚信水平（ASIL） - 替代汽车软件。

医学影像
医疗嵌入式系统的两个主要应用是内窥镜成像和x射线成像，这反过来可以增强诊断和治疗。

图2:在iFixit拆解iPhone X的过程中，研究人员发现，该设备使用的TrueDepth传感器集群售价为16.7美元。苹果拒绝就这些零部件的价格置评，但在大批量消费产品中，如此低的成本并不罕见。

在医学影像市场内使用嵌入式愿景正在迅速增长，推动呼吁最低侵入性诊断和治疗程序，需要适应老龄化人群，并提高医疗费用。

为了开发适合这个市场的便携产品，开发人员经常向第三方公司寻求帮助。Zibra公司向NET USA寻求帮助，设计其coreVIEW系列的孔镜和内窥镜。NET开发了一款带有AWAIBA提供的250 x 250 NanEye像素成像仪的远程相机和一个集成了FPGA的相机主板，用于执行颜色调整和死像素校正。控制器板上的HDMI输出允许摄像头捕捉到的图像在25英尺的距离内显示/观看。

消费者的需求
新的嵌入式视觉市场希望视觉不需要个人电脑、GPU或硬盘驱动器。他们想要系统

减少到最小。然而，对于那些传统上涉足机器视觉市场的公司来说，降低系统成本是一个难题。在机器视觉市场，高分辨率、高速摄像头的价格可能高达数千美元。在iFixit拆解iPhone X的过程中，研究人员发现，该设备使用的TrueDepth传感器集群售价为16.7美元。苹果拒绝就这些零部件的价格发表评论，但如此低的成本在大量消费产品中并不罕见。图2)．

虽然传统机器视觉相机供应商可能不想在那里竞争消费市场

是智能相机模块供应商的其他机会。其中包括可用于工业应用(如热成像分析建筑物的热损失)的pro-sumer无人机。例如，Robosea的BIKI是一款水下无人机，采用了3840 x 2160像素的摄像头，32 GB内存，以及机载功能，如自动平衡和避障(图3.)．

随着嵌入式视觉在汽车、医学成像、远程检测和消费电子领域的激增，传统和非传统视觉供应商的机会将继续增加。今天，嵌入式视觉市场面临的最大挑战可能是教育越来越了解形象的公众，让他们了解系统级机器视觉设计的好处，这种设计可以放在非常紧凑的位置，包括前裤袋。