未来的使用者界面--带你走进嵌入式视觉的“前世今生”

　　肉眼的观察能力是有限的，千百年来人们一直在通过各种途径来弥补或替代肉眼的缺陷。随着科技的进步，这类工具从原先单纯的视觉模拟功能逐渐加入了更多的智能处理功能。例如，在智能安防监控领域，监控设备除了替代人眼提供7×24小时全天候、不眨眼的视频录像外，还可以提供对特殊事件预警或该类事件发生时提高录像清晰度等功能;在汽车领域，当您以高速度在公路上行驶时而忽视了前方进城限速的标志，这时候汽车中的另一双“眼睛”就会发出警告提醒您限速行驶……

　　类似的应用正在以“嵌入式视觉” 的概念迅速走入我们的生活，受到越来越多的关注。在2012年初的拉斯维加斯国际消费电子展（CES）上，嵌入式视觉被评为十大改变今年消费电子市场的技术之一。根据IMS Research预计，到2015年，将有35亿电子系统有视觉能力，包括智能手机、电视和汽车驾驶员辅助系统（ADAS）等。

　　嵌入式视觉应用的“前世今生”

　　“嵌入式视觉”其实是指一种通过视觉方法去理解周边环境的机器，主要涉及到两种技术：嵌入式系统和计算机视觉（有时也称为机器视觉）。嵌入式视觉是从计算机视觉应用开始的，这些应用包括装配线检查、光学字符识别、机器人技术、监控和军事系统等。如今，随着高计算能力、低价格且低功耗的处理器的出现，越来越多的计算机视觉应用可以在嵌入式系统上实现；另一方面，由于需求之广泛，嵌入式视觉的设备市场和微处理器市场均正获得高速发展。

　　很明显，嵌入式视觉技术能够为多种应用带来巨大的价值。根据IHS的最新研究预测，汽车应用将是2013年嵌入式视觉市场发展的主要推动力。2013年车载用途的机器视觉处理器利润预计会达到 1.51亿美元，而2011年和2012年的利润分别是1.26亿和1.37亿美元。研究报告另外指出，在未来几年，该市场将持续每年6-9%的增长速度。到2016年，利润将达到1.87亿美元，相当于6年CAGR达到8.2%。

　　嵌入式视觉使用的其余2大市场是传统的工业视觉应用市场，和安防应用市场。例如以色列IOImage智能视频安防系统，以其高性能、易用性文明于业界。另一个案例是MG国际公司的泳池安全系统，旨在通过智能视频监控，防止游泳溺水。在工业视觉应用领域，ABB，FUNUC（日本），三菱，川崎等公司，通过嵌入式视觉系统在工业机器人上的应用，处于领先地位。另外，嵌入式视觉在军事领域获得了广泛应用，包括视觉引导的导弹、无人侦察机、军事机器人等。在高级的电子游戏机系统中，例如Xbox中，我们也能找到嵌入式视觉技术应用的踪迹。

　　正如同高速无线互联是从高成本新奇技术起步一样，目前为止，嵌入式视觉技术一般只用于复杂昂贵的系统中，例如，毛发移植的手术机器人，制造业的质量控制检查系统等。

　　急需统一的标准

　　嵌入式视觉技术的应用及发展是与多方面因素相关的，而且要有一种兼容各层面功能的标准，才能真正开启并普及嵌入式视觉应用。

　　在嵌入式视觉系统中，需要的处理器必须能够以低成本与低功耗，提供每秒数十亿次即时运算处理性能，并具有弹性化的可编程性能。过去几年来，已经有这样的处理器问世，并可协助嵌入式视觉技术进一步导入主流应用中。

　　图形传感器是嵌入式视觉技术的关键。图形传感器在近年来已变得比较不那么昂贵了，这主要可归功于行动电话普遍且大量且地采用了图形传感器。除了传统的图形传感器以外，很多视觉应用都可以利用各式各样的传感器。

　　数字集成电路的发展是高速无线技术从新奇发展到主流的关键因素。芯片速度足够快，成本足够低，能效足够高时，高速无线技术便成为市场主流技术。今天，人们能够以不到100美元的价格购买宽带无线调制解调器。

　　同样的，数字芯片技术的进步为嵌入式视觉的大批量应用铺平了道路（图2）。与无线通信相似，嵌入式视觉需要很强的处理能力——特别是，越来越多的应用采用了高分辨率摄像机，开始使用多台摄像机。以足够低的成本实现这类处理能力，从而促进大批量应用，这是一个很大的挑战。事实是嵌入式视觉应用需要很强的可编程能力，进一步增大了这一挑战的难度。在无线应用中，标准意味着不同手机之间的基带算法不会有太大的变化，与之相比，在嵌入式视觉应用中，通过独特的算法，有可能得到更好的结果——实现更有价值的功能。

　　 嵌入式视觉辅助系统涉及到硬件、半导体和软件元器件供应商，子系统开发人员、系统集成商，以及最终用户，还有实现未来突破的基础研究等。