嵌入式系統(tǒng)中視覺技術(shù)的迅速普及,推動了用于汽車安全、機器視覺和運動分析的超高速成像解決方案。相應地,通過更強大的圖像傳感器和更小的像素體系結(jié)構(gòu),可以顯著提高其產(chǎn)品的性能和成像功能。
機器視覺技術(shù)使用圖像識別算法來識別圖像中的物體,并在不影響諸如工業(yè)自動化、機器人技術(shù)、無人機和3D建模等廣泛應用的情況下,為物體提供更詳細準確的圖像而不會造成變形。
首先,小型但功能強大的處理器平臺正在降低傳統(tǒng)機器視覺系統(tǒng)的成本。其次,借助強大、低成本和高能效的處理技術(shù),新型圖像傳感器正在迅速發(fā)展,以滿足諸如光學檢查和工業(yè)自動化等工業(yè)級成像應用的需求。
圖像傳感器是任何機器視覺設計中的關(guān)鍵要素,它正在對速度和分辨率方面進行快速改造。新的圖像傳感器可實現(xiàn)更高的幀速率,而不會影響圖像質(zhì)量。而且,為了分辨率,這些圖像傳感器具有強大的光學特點,可確保現(xiàn)代機器視覺檢查所需的成像細節(jié)和性能。
這些低功耗嵌入式系統(tǒng)還可以支持多種產(chǎn)品分辨率,同時滿足廣泛的像素功能。在這些隨著新的像素架構(gòu)而迅速發(fā)展的嵌入式視覺系統(tǒng)中,較大的像素可以以給定的光學樣式來交換分辨率,以獲得更高的成像靈敏度。
機器視覺是工業(yè)自動化革命的核心。但機器視覺不僅僅將目光投向工業(yè)機器人技術(shù)革命。它的應用涵蓋了幾乎所有機器以及制造周期的各個方面。
實際上,機器視覺正在為工廠車間外的許多應用提供服務。機器視覺的使用范圍涵蓋了智能交通系統(tǒng)中的車牌識別、跟蹤無收銀員商店中顧客和物品的運動,以及成為自動駕駛汽車的導引核心。
如今,機器學習已成為自動駕駛汽車中的關(guān)鍵支持技術(shù)。它在高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)中也起著至關(guān)重要的作用,在該系統(tǒng)中,多種機器視覺算法可提供無可挑剔的感知準確性。
機器視覺還針對幾個以相機為中心的應用執(zhí)行智能視頻內(nèi)容分析,這些應用包括監(jiān)視、增強現(xiàn)實(AR)和虛擬現(xiàn)實(VR)頭戴式耳機及配件。
部分圖像傳感器采用全局快門傳感器技術(shù)來消除運動偽影和模糊效果。全局快門在相機設計中創(chuàng)造了新的高度,可實現(xiàn)出色的成像性能、高圖像均勻性和低噪點。與卷簾快門不同,全局快門技術(shù)使傳感器能夠同時掃描圖像的整個區(qū)域,這在機器視覺應用中是至關(guān)重要的。
機器視覺領域的另一個重大轉(zhuǎn)變與從電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器到更經(jīng)濟的基于CMOS的攝像頭系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變,該攝像頭系統(tǒng)還消耗更少的功率并提供更高的幀速率。
CMOS圖像傳感器已在兩個主要方面取得了長足進步:圖像速率和噪聲水平。對于嵌入式視覺系統(tǒng),由于改善了噪聲特性,CMOS傳感器正逐漸成為一種較為經(jīng)濟的可行的選項。而且,CMOS圖像傳感器可提供更大表面積的更詳細視圖,這是工廠自動化環(huán)境中的一項至關(guān)重要的要求。
機器視覺是人工智能(AI)革命的重要體現(xiàn),已經(jīng)從學術(shù)研究轉(zhuǎn)向商業(yè)領域。例如,機器視覺系統(tǒng)現(xiàn)已廣泛用于焊接領域的自動焊縫檢測中,或在焊接過程中控制焊接設備的焊接路徑準確性;或在焊后檢查焊縫的焊接效果。
以CMOS為中心的攝像頭設計正在幫助開發(fā)人員滿足機器視覺應用中的處理要求和低功耗約束。機器視覺與圖像傳感器技術(shù)設計的重大轉(zhuǎn)變,都是為服務于運動分析、機器人技術(shù)、跟蹤、工業(yè)檢查和計量等應用領域。