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“嵌入式視覺”是指一種通過視覺方法去理解周邊環境的機器。嵌入式視覺涉及到兩種技術：嵌入式系統和計算機視覺（有時也稱為機器視覺）。本文詳細介紹了嵌入式視覺系統,機器視覺嵌入式,嵌入式視覺方案等內容。
“嵌入式視覺”是指一種通過視覺方法去理解周邊環境的機器。嵌入式視覺涉及到兩種技術：嵌入式系統和計算機視覺（有時也稱為機器視覺）。嵌入式系統可以是任何基于微處理器的系統，它們完成特定的工作，且隨處可見，例如：汽車、廚房、消費電子、醫療器械等等；計算機視覺則使用數字處理和智能算法去理解圖像或者視頻，它是一個已經被研究很久，但仍然方興未艾的領域。現在，由于高計算能力、低價格且低功耗的處理器的出現，越來越多的計算機視覺應用可以在嵌入式系統上實現；另一方面，由于需求之廣泛，嵌入式視覺的設備市場和微處理器市場均正獲得高速發展。
“嵌入式視覺”是指一種通過視覺方法去理解周邊環境的機器。嵌入式視覺涉及到兩種技術：嵌入式系統和計算機視覺（有時也稱為機器視覺）。嵌入式系統可以是任何基于微處理器的系統，它們完成特定的工作，且隨處可見，例如：汽車、廚房、消費電子、醫療器械等等；計算機視覺則使用數字處理和智能算法去理解圖像或者視頻，它是一個已經被研究很久，但仍然方興未艾的領域。現在，由于高計算能力、低價格且低功耗的處理器的出現，越來越多的計算機視覺應用可以在嵌入式系統上實現；另一方面，由于需求之廣泛，嵌入式視覺的設備市場和微處理器市場均正獲得高速發展。
嵌入式視覺的應用
很明顯，嵌入式視覺技術能夠為多種應用帶來 巨大的價值。根據IHS的最新研究預測，汽車應用將是2013年嵌入式視覺市場發展的主要推動力。2013年車載用途的機器視覺處理器利潤預計會達到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。研究報告另外指出，在未來幾年，該市場將持續每年6-9%的增長
速度。到2016年，利潤將達到1.87億美元，相當于6年CAGR達到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方面改善汽車的安全性和使用方便性，在某些應用中起到關鍵性的作用，比如車道偏離告警系統，碰撞警告系統，自動泊車系統，疲勞偵測系統，盲區檢測系統”，“車載領域的整個嵌入式視覺市場，裝備量非常大，增長速度也非常快”。 嵌入式視覺技術在汽車領域的成功案例包括Mobileye基于視覺的輔助駕駛系統，iOnRoad輔助駕駛應用和Roadefend徑衛視覺駕駛員疲勞預警系統等，這些系統可以有效降低交通事故發生的幾率。
嵌入式視覺使用的其余2大市場是傳統的工業視覺應用市場，和安防應用市場。例如以色列IOImage智能視頻安防系統，以其高性能、易用性文明于業界。另一個案例是MG國際公司的泳池安全系統，旨在通過智能視頻監控，防止游泳溺水。在工業視覺應用領域，ABB，FUNUC（日本），三菱，川崎等公司，通過嵌入式視覺系統在工業機器人上的應用，處于領先地位。
另外，嵌入式視覺在軍事領域獲得了廣泛應用，包括視覺引導的導彈、無人偵察機、軍事機器人等。在高級的電子游戲機系統中，例如Xbox中，我們也能找到嵌入式視覺技術應用的蹤跡。
正如同高速無線互聯是從高成本新奇技術起步一樣，目前為止，嵌入式視覺 一般只用于復雜昂貴的系統中，例如，毛發移植的手術機器人，制造業的質量控制檢查系統等。
如何使用純FPGA來實現嵌入式視覺方案
嵌入式視覺是當今科技最激動人心的領域之一。
關于使用Zynq SoC的嵌入式視覺應用，熱心群眾們說的太多，我就不贅述了。今天我們換一個新的視角，來看看如何使用純FPGA來實現嵌入式視覺方案。
這篇文章，將帶你了解如何使用Digilent Nexys Video Artix-7 FPGA多媒體音視頻開發板來實現一個簡單的HDMI輸入/輸出視頻處理系統。特別是如果你是一名新手，通過本文，你會對基于FPGA的視頻處理有更多基本的理解。
坦白說，Digilent Nexys Video開發板可能是市面上性價比最高的音視頻處理FPGA口袋實驗室了。作為一款專用于音視頻處理教學以及視頻和視覺應用原型開發的評估板，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來實現一個簡單的HDMI輸入/輸出視頻處理系統。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和外設接口：
HDMI輸入
HDMI輸出
顯示輸出端口
以太網
UART
USB
512MB DDRSDRAM
線路輸入（Line In）/麥克輸入/耳機輸出/線路輸出（Line Out）
FMC
使用VHDL與RTL方法，要創建一個簡單的圖像處理流水線，我們需要實現如下架構：
監控處理器（本例中采用Xilinx Artix-7 FPGA實現的MicroBlaze軟核RISC處理器）用于監控與用戶接口間的通信并根據應用的要求配置圖像處理流水線。在本例這個簡單的架構中，HDMI輸入口接收的數據從原始的并行格式的視頻數據、Hsync和VSync轉換為AXI Streaming（AXIS）格式。我們想要將數據轉換成AXIS格式是因為Vivado提供多個使用這種數據格式的圖像處理IP。如果我們使用Vivado HLS來創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備：
AXI UART – 支持系統的通信和控制
AXI Timer – 使MicroBlaze可以實時運行事件
MicroBlaze調試模塊 – 支持MicroBlaze的調試
MicroBlaze本地存儲 – 連接到DLMB和ILMB（數據&指令本地存儲總線）
我們將使用存儲接口生成器來創建與板上SDRAM對接的DDR接口。這個接口和SDRAM創建了一個公共的存儲框架，可以訪問圖像處理管道以及使用AXI interconnect訪問監控處理器。
創建一個簡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 – 將并行視頻輸入轉換為AXI Streaming協議（Vivado IP）
AXI4-Stream to Video Out – 將AXI-Stream轉換為并行視頻輸出（Vivado IP）
Video Timing Controller Input – 檢測輸入視頻流參數（Vivado IP）
Video Timing Controller Output – 生成輸出視頻流時序參數（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到DDR內存中。
上圖展示了IP如何將流式數據轉換為讀和寫管道中內存映射的數據。兩個VDMA通道都提供了在流式數據和內存映射數據之間轉換的能力。寫通道支持流到內存映射的轉換而讀通道提供內存映射到流的轉換。
當把所有這些集中到Vivado中創建初始的基本系統，我們得到了如下架構，這是Nexys Video HDMI示例提供的。
嵌入式視覺解決方案
嵌入式視覺技術為許多激動人心的新興應用進入市場提供了光明的前景。這些新興應用包括用于M2M應用中的工業顯示系統、工業4.0解決方案、高級駕駛輔助系統（ADAS）和車載信息娛樂系統、數碼單反相機、無人機、機器人、虛擬現實（VR）系統和醫療設備。
萊迪思的產品系列能夠實現靈活的解決方案以滿足當今嵌入式視覺設計工程師的需求，如不斷變化的接口、低功耗圖像信號處理和硬件加速。
萊迪思攜手合作伙伴助您實現適用于網絡邊緣嵌入式視覺處理應用的靈活、低功耗的解決方案。
嵌入式視覺系統
在當今所有行業中攝像頭應用的數量都在不斷增長，更加智能的應用得以實現。像目標識別、深度感知、碰撞規避和決策制定的概念正在深入我們的家庭生活、城市環境、工廠和汽車所使用的設備中。邊緣計算需要各種設備協同工作以實現更高的效率。消費電子、工業和汽車行業正著眼于FPGA，助力構建靈活、智能學習的環境，將理想變為現實。
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