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智能相機(jī)在機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

發(fā)布時間：2018-04-04 來源：中國自動化網(wǎng) 類型：基礎(chǔ)知識人瀏覽

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澳大利亞國家信息通信技術(shù)研究院（NICTA）的Yu Shi在《Smart Cameras: A Review》一文中所指出的，智能相機(jī)將會越來越多地部署到醫(yī)療、娛樂和教育等領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域，每種應(yīng)用都需要不同類型的智能相機(jī)。在過去的十年中，機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域?qū)χ悄芟鄼C(jī)的需求穩(wěn)步增長。
在空間受限的工業(yè)過程監(jiān)控中，使用與基于PC的機(jī)器視覺系統(tǒng)連接的大量相機(jī)，并不是一種可行性方案。在這種情況下，使用包含了相機(jī)和PC功能的智能相機(jī)，能為系統(tǒng)集成商提供局部通過/失敗判定、I/O零件剔除和聯(lián)網(wǎng)的管理能力等選項(xiàng)，同時還能減少系統(tǒng)所占用的空間。
對于那些希望為工業(yè)應(yīng)用部署智能相機(jī)的用戶而言，市場上存在一系列智能相機(jī)產(chǎn)品可供選擇，這些產(chǎn)品中包含不同類型的圖像傳感器、CPU、DSP、FPGA、I/O、軟件以及內(nèi)部和外部照明功能。
多處理器架構(gòu)在提供機(jī)器視覺應(yīng)用所需的圖像處理吞吐量方面非常有用，因?yàn)檫@種架構(gòu)可以在不同處理器之間分配視覺任務(wù)。例如，F(xiàn)PGA能最有效地執(zhí)行諸如直方圖均衡和圖像過濾等處理任務(wù)；而對于統(tǒng)計(jì)模式識別這樣的任務(wù)，則最好交給通用CPU來執(zhí)行。通過在多個處理器之間分配這些任務(wù)，可以有效地執(zhí)行圖像處理任務(wù)，從而減少延遲和處理時間。
瑞典中部大學(xué)的Abdul Waheed Malik在他的論文《用于實(shí)時機(jī)器視覺系統(tǒng)的三種智能相機(jī)架構(gòu)的比較》（Comparison of Three Smart CameraArchitectures for Real-Time Machine Vision System）一文中表示，基于軟件的商用智能相機(jī)可能會比其他類型的設(shè)計(jì)展現(xiàn)出更高的延遲，并消耗更多的功率，但是它們可以獲益于更輕松的軟件編程。
在這種智能相機(jī)設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA可以執(zhí)行低級圖像處理功能，例如在CPU、DSP或GPU處理圖像之前的缺陷像素校正、伽馬校正或拜耳插值。通過將這些任務(wù)卸載到FPGA上，相機(jī)中的處理器可以更好地執(zhí)行更高級別的圖像處理任務(wù)。
正如智能相機(jī)的架構(gòu)非常重要一樣，智能相機(jī)的易用性或可編程性、用以按照需要的速度執(zhí)行特定的任務(wù)，對于系統(tǒng)集成商而言也非常關(guān)鍵。雖然智能相機(jī)可以使用各種不同類型的圖像傳感器、I/O和照明配置，但是供應(yīng)商通常提供用于執(zhí)行某種特定成像任務(wù)（如條形碼讀?。┑闹悄芟鄼C(jī)產(chǎn)品。這些特定功能通常已經(jīng)定制到相機(jī)的板載FPGA和CPU上，相機(jī)已經(jīng)不能配置為執(zhí)行其他任務(wù)。
然而，許多系統(tǒng)集成商需要能夠執(zhí)行多個圖像處理操作的智能相機(jī)，例如圖像增強(qiáng)、特征位置、對象測量、存在/不存在檢測或其他機(jī)器視覺任務(wù)。在這種情況下，開發(fā)人員將面臨多種選擇。為了滿足這些需求，許多智能相機(jī)供應(yīng)商提供具有自身軟件和圖形用戶界面（GUI）開發(fā)系統(tǒng)的智能相機(jī)產(chǎn)品。雖然使用這種相機(jī)可能僅限于使用供應(yīng)商自己的軟件，但是供應(yīng)商對智能相機(jī)及其使用的視覺軟件都有深入的了解，這一點(diǎn)對系統(tǒng)開發(fā)人員也是一種支持保證。
雖然許多智能相機(jī)在設(shè)計(jì)上都較為相似，但是制造商已經(jīng)認(rèn)識到，要讓這些智能相機(jī)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)增值，是通過它們可以執(zhí)行的機(jī)器視覺任務(wù)來實(shí)現(xiàn)的。將這樣的軟件定制到特定的設(shè)備中，使得供應(yīng)商能夠更緊密地控制其產(chǎn)品和他們的客戶需要執(zhí)行的任務(wù)。