聚焦面向Smarter視覺的Zynq SoC

　　Zynq All Programmable SoC加上全新賽靈思工具及IP，可為新一代嵌入式視覺產(chǎn)品奠定堅實基礎(chǔ)。

　　您是否看過奧迪自動停車技術(shù)演示，轎車無需駕駛員干預(yù)，便可自動找到停車位并停泊。您是否使用Kinect控制器玩過Xbox 360游戲，或者剛剛咬下您從本地水果店購買的一塊上好的水果。如果有，那您可能就是Smarter視覺系統(tǒng)時代到來的見證人了。從最高級電子系統(tǒng)到普通蘋果，Smarter視覺技術(shù)影響著各種形式的產(chǎn)品。雖然當今各種系統(tǒng)已足以讓人稱奇，但一些專家預(yù)測未來10年，從汽車到工廠自動化、醫(yī)療、監(jiān)控、消費、航空航天與國防的絕大多數(shù)電子系統(tǒng)，都將包含功能更加出色的Smarter視覺技術(shù)。

　　隨著Smarter視覺系統(tǒng)高級程度的提高，我們很可能有機會乘坐網(wǎng)絡(luò)化高速公路中川流不息的自動駕駛汽車。直覺外科等醫(yī)療設(shè)備令人驚訝的機器人輔助外科系統(tǒng)將進一步發(fā)展，可幫助外科醫(yī)生實施遠程外科手術(shù)。電視與網(wǎng)真將達到新的身臨其境及互動水平，而電影院、家庭及店鋪屏幕上顯示的內(nèi)容則將迎合每個消費者的興趣，甚至是我們的情緒。

　　先進的視頻系統(tǒng)不但可增強和分析圖像，而且還可根據(jù)這些分析觸發(fā)行動，從而顯著控制了計算功能需求

　　Smarter視覺的賽靈思All Programmable解決方案處于這次革命的前沿。賽靈思以首款在單個芯片上整合ARM雙核CortexTM-A9 MPCORETM、可編程邏輯以及各種重要外設(shè)的器件ZynqTM-7000 All Programmable SoC為基礎(chǔ)，已推出一款工具與IP的支持性基礎(chǔ)架構(gòu)，其將在實現(xiàn)這些視覺創(chuàng)新開發(fā)與加速交付的過程中發(fā)揮重要作用。該支持性基礎(chǔ)架構(gòu)包含VivadoTM HLS(高級綜合)、全新IP Integrator工具、OpenCV(計算機視覺)庫、SmartCORETM IP以及專用開發(fā)套件。

　　賽靈思公司戰(zhàn)略及市場營銷高級副總裁Steve Glaser表示：“我們正在通過賽靈思All ProgrammableSmarter視覺技術(shù)幫助我們的客戶開創(chuàng)新一代更智能系統(tǒng)。在過去十年里，客戶已使用我們的FPGA為在其系統(tǒng)中使用的處理器上運行速度偏慢的功能提速。有了Zynq-7000 All Programmable SoC，處理器和FPGA邏輯將位于同一芯片上，這就意味著開發(fā)人員現(xiàn)在擁有一款非常適合更智能應(yīng)用的硅芯片平臺。”

　　就器件支持而言，Glaser表示：“我們已使用由Vivado HLS、全新IP Integrator工具、OpenCV庫、SmartCORE IP以及開發(fā)套件組成的穩(wěn)健開發(fā)環(huán)境為Zynq-7000 All Programmable SoC提供輔助。在這些Smarter視覺技術(shù)的幫助下，我們的客戶不但能夠跨越實現(xiàn)新一代設(shè)計，而且還可實現(xiàn)全新的效率水平，降低系統(tǒng)功耗，提升系統(tǒng)性能并大幅減少材料清單，從而可在提升盈利能力(因這些創(chuàng)新產(chǎn)品的推出步伐加快)的同時豐富生活，甚至挽救生命。”

　　從啞巴攝像機到Smarter視覺

　　更智能系統(tǒng)的根源是嵌入式視覺。根據(jù)迅速發(fā)展的行業(yè)組織“嵌入式視覺聯(lián)盟”(www.embedded-vision.com/)的定義，嵌入式視覺融入了兩種新興技術(shù)：嵌入式系統(tǒng)(區(qū)別于使用處理器的計算機的任何電子系統(tǒng))和計算機視覺(有時也叫機器視覺)。

　　嵌入式視覺聯(lián)盟創(chuàng)始人兼咨詢公司BDTI首席執(zhí)行官Jeff Bier表示，嵌入式視覺技術(shù)已經(jīng)給多個行業(yè)造成顯著的影響，因為這個領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)遠遠超越了電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)及變焦的模擬攝像機系統(tǒng)時代。Bier表示：“我們都已經(jīng)在數(shù)字時代生活了一段時間，已經(jīng)看到嵌入式視覺迅速從擅長于壓縮、存儲或者增強攝像頭拍攝內(nèi)容觀感的早期數(shù)字系統(tǒng)，迅速發(fā)展成為如今能夠知曉拍攝內(nèi)容的Smarter嵌入視覺系統(tǒng)。”

　　此外，先進的嵌入式視覺系統(tǒng)不僅能增強和分析圖像，而且還可根據(jù)那些分析觸發(fā)行動。由此，處理量及計算功能以及算法高級程度都得到了顯著提高。監(jiān)控市場的快速發(fā)展就是這種顯著發(fā)展的最好例證。

　　二十年前，監(jiān)控系統(tǒng)廠商競相提供得到機械系統(tǒng)強化的最佳透鏡，其可執(zhí)行能夠?qū)崿F(xiàn)更清晰、更寬廣視野的自動對焦和旋轉(zhuǎn)。這些系統(tǒng)基本上由通過同軸線纜連接模擬監(jiān)控器的模擬視頻攝像機和安保人員監(jiān)測的視頻錄制設(shè)備組成，其清晰度、可靠性以及因此而產(chǎn)品的有效性主要取決于光學(xué)設(shè)備與透鏡的質(zhì)量以及監(jiān)控攝像機播放內(nèi)容的安保人員的盡職程度。

　　隨著嵌入式視覺技術(shù)的推出，監(jiān)控設(shè)備公司開始使用基于數(shù)字技術(shù)的較低成本攝像頭。該數(shù)字處理技術(shù)為其系統(tǒng)帶來了卓越的特性，不但性能遠超基于透鏡的模擬系統(tǒng)，而且價格更為低廉。魚眼透鏡以及采用各種視覺專用算法的嵌入式處理系統(tǒng)顯著增強了攝像頭所生成圖像的質(zhì)量。針對光照條件進行校正的技術(shù)可改善對焦、增強色澤和數(shù)字縮放觀測區(qū)域，無需使用機械電機控制來執(zhí)行平移、傾斜和縮放，從而可進一步提高系統(tǒng)可靠性。數(shù)字信號處理系統(tǒng)實現(xiàn)了1080p以及甚至更高的視頻分辨率。

　　但可通過數(shù)字信號處理操縱的更清晰圖像只是開始。監(jiān)控系統(tǒng)制造商已經(jīng)開始使用先進程度大為改觀的像素處理技術(shù)開發(fā)更加高級的嵌入式視覺系統(tǒng)，其可在數(shù)字系統(tǒng)正在采集的高質(zhì)量圖像上實時執(zhí)行分析。這些最初的嵌入式視覺系統(tǒng)只能檢測具體的顏色、形狀和移動。該功能迅速發(fā)展成了具有下列功能的算法：可檢測某些事物是否跨越了攝像頭視野中的虛擬柵欄，確定圖像中的對象是否是一個人，以及鏈接到數(shù)據(jù)庫后甚至可識別是哪一個人。