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聚焦面向Smarter视觉的Zynq SoC

作者:Mike Santarini时间:2014-03-06来源:电子产品世界

  Zynq All Programmable 加上全新工具及IP,可为新一代嵌入式视觉产品奠定坚实基础。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/234276.htm

  您是否看过奥迪自动停车技术演示,轿车无需驾驶员干预,便可自动找到停车位并停泊。您是否使用Kinect控制器玩过Xbox 360游戏,或者刚刚咬下您从本地水果店购买的一块上好的水果。如果有,那您可能就是视觉系统时代到来的见证人了。从最高级电子系统到普通苹果,视觉技术影响着各种形式的产品。虽然当今各种系统已足以让人称奇,但一些专家预测未来10年,从汽车到工厂自动化、医疗、监控、消费、航空航天与国防的绝大多数电子系统,都将包含功能更加出色的视觉技术。

  随着Smarter视觉系统高级程度的提高,我们很可能有机会乘坐网络化高速公路中川流不息的自动驾驶汽车。直觉外科等医疗设备令人惊讶的机器人辅助外科系统将进一步发展,可帮助外科医生实施远程外科手术。电视与网真将达到新的身临其境及互动水平,而电影院、家庭及店铺屏幕上显示的内容则将迎合每个消费者的兴趣,甚至是我们的情绪。

  先进的视频系统不但可增强和分析图像,而且还可根据这些分析触发行动,从而显著控制了计算功能需求

  Smarter视觉的All Programmable解决方案处于这次革命的前沿。以首款在单个芯片上整合ARM双核CortexTM-A9 MPCORETM、可编程逻辑以及各种重要外设的器件ZynqTM-7000 All Programmable 为基础,已推出一款工具与IP的支持性基础架构,其将在实现这些视觉创新开发与加速交付的过程中发挥重要作用。该支持性基础架构包含VivadoTM HLS(高级综合)、全新IP Integrator工具、OpenCV(计算机视觉)库、SmartCORETM IP以及专用开发套件。

  赛灵思公司战略及市场营销高级副总裁Steve Glaser表示:“我们正在通过赛灵思All ProgrammableSmarter视觉技术帮助我们的客户开创新一代更智能系统。在过去十年里,客户已使用我们的为在其系统中使用的处理器上运行速度偏慢的功能提速。有了Zynq-7000 All Programmable ,处理器和逻辑将位于同一芯片上,这就意味着开发人员现在拥有一款非常适合更智能应用的硅芯片平台。”

  就器件支持而言,Glaser表示:“我们已使用由Vivado HLS、全新IP Integrator工具、OpenCV库、SmartCORE IP以及开发套件组成的稳健开发环境为Zynq-7000 All Programmable SoC提供辅助。在这些Smarter视觉技术的帮助下,我们的客户不但能够跨越实现新一代设计,而且还可实现全新的效率水平,降低系统功耗,提升系统性能并大幅减少材料清单,从而可在提升盈利能力(因这些创新产品的推出步伐加快)的同时丰富生活,甚至挽救生命。”

  从哑巴摄像机到Smarter视觉

  更智能系统的根源是嵌入式视觉。根据迅速发展的行业组织“嵌入式视觉联盟”(www.embedded-vision.com/)的定义,嵌入式视觉融入了两种新兴技术:嵌入式系统(区别于使用处理器的计算机的任何电子系统)和计算机视觉(有时也叫机器视觉)。

  嵌入式视觉联盟创始人兼咨询公司BDTI首席执行官Jeff Bier表示,嵌入式视觉技术已经给多个行业造成显著的影响,因为这个领域的发展已经远远超越了电机驱动旋转及变焦的模拟摄像机系统时代。Bier表示:“我们都已经在数字时代生活了一段时间,已经看到嵌入式视觉迅速从擅长于压缩、存储或者增强摄像头拍摄内容观感的早期数字系统,迅速发展成为如今能够知晓拍摄内容的Smarter嵌入视觉系统。”

  此外,先进的嵌入式视觉系统不仅能增强和分析图像,而且还可根据那些分析触发行动。由此,处理量及计算功能以及算法高级程度都得到了显著提高。监控市场的快速发展就是这种显著发展的最好例证。

  二十年前,监控系统厂商竞相提供得到机械系统强化的最佳透镜,其可执行能够实现更清晰、更宽广视野的自动对焦和旋转。这些系统基本上由通过同轴线缆连接模拟监控器的模拟视频摄像机和安保人员监测的视频录制设备组成,其清晰度、可靠性以及因此而产品的有效性主要取决于光学设备与透镜的质量以及监控摄像机播放内容的安保人员的尽职程度。

  随着嵌入式视觉技术的推出,监控设备公司开始使用基于数字技术的较低成本摄像头。该数字处理技术为其系统带来了卓越的特性,不但性能远超基于透镜的模拟系统,而且价格更为低廉。鱼眼透镜以及采用各种视觉专用算法的嵌入式处理系统显著增强了摄像头所生成图像的质量。针对光照条件进行校正的技术可改善对焦、增强色泽和数字缩放观测区域,无需使用机械电机控制来执行平移、倾斜和缩放,从而可进一步提高系统可靠性。数字信号处理系统实现了1080p以及甚至更高的视频分辨率。

  但可通过数字信号处理操纵的更清晰图像只是开始。监控系统制造商已经开始使用先进程度大为改观的像素处理技术开发更加高级的嵌入式视觉系统,其可在数字系统正在采集的高质量图像上实时执行分析。这些最初的嵌入式视觉系统只能检测具体的颜色、形状和移动。该功能迅速发展成了具有下列功能的算法:可检测某些事物是否跨越了摄像头视野中的虚拟栅栏,确定图像中的对象是否是一个人,以及链接到数据库后甚至可识别是哪一个人。


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