嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)允許技術(shù)系統(tǒng)以一種創(chuàng)新的方式“看到”。改善他們與其他系統(tǒng)的互動(dòng)，就像視力增強(qiáng)人類與周?chē)h(huán)境的互動(dòng)一樣。一些例子包括協(xié)助人與人之間的交流，認(rèn)識(shí)到周?chē)h(huán)境的危險(xiǎn)，或監(jiān)視非常微妙的任務(wù)。以類似的方式，機(jī)械視覺(jué)使技術(shù)系統(tǒng)能夠解決他們本來(lái)無(wú)法解決的任務(wù)。

雖然對(duì)嵌入式視覺(jué)一詞通常沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的定義，但這種技術(shù)確實(shí)有一個(gè)共同的概念。緊湊的視覺(jué)系統(tǒng)(基于經(jīng)過(guò)調(diào)整的攝像機(jī)模塊)直接集成到機(jī)器或設(shè)備中。加上定制的計(jì)算機(jī)平臺(tái)和較低的功耗，使得智能圖像處理在多樣化的應(yīng)用中成為可能，不需要傳統(tǒng)的工業(yè)PC。然而，有不同類型的嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)。

在圖像捕獲之后，通過(guò)合適的接口電纜將所記錄的攝像機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到圖像采集卡，然后圖像采集卡在計(jì)算機(jī)的CPU中協(xié)調(diào)實(shí)際的圖像處理。在其中的一些卡上，也被稱為幀抓取器，圖像預(yù)處理是為了減少主機(jī)CPU的負(fù)載而進(jìn)行的。該系統(tǒng)提供了評(píng)價(jià)結(jié)果，主要用于制成品的質(zhì)量保證。

嵌入式PC：嵌入式和可自由編程

嵌入式PC不同于傳統(tǒng)的IPC系統(tǒng)，因?yàn)閳D像采集卡的功能已經(jīng)地集成在嵌入式PC中。就像傳統(tǒng)的工業(yè)PC一樣，它們也使標(biāo)準(zhǔn)外部攝像機(jī)的連接市場(chǎng)上所有的圖像傳感器。嵌入式PC機(jī)是基于WindowsEmbedded?操作系統(tǒng)的，也是可自由編程，允許系統(tǒng)靈活地適應(yīng)各自的需求(使用專用庫(kù)進(jìn)行工業(yè)圖像處理)。

與機(jī)器的連接是通過(guò)專用總線適配器或?qū)Ｓ霉I(yè)以太網(wǎng)卡進(jìn)行的。根據(jù)凱普勒的說(shuō)法，所使用的Windows環(huán)境給用戶帶來(lái)了所有眾所周知的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。如嵌入式PC系統(tǒng)實(shí)例，他提到CVS影像站緊湊型從Stemmer成像，IPD GV家族來(lái)自Teledyne Dalsa或者矩陣級(jí)數(shù)等等。

智能相機(jī)和視覺(jué)傳感器：操作簡(jiǎn)單，智能化

智能相機(jī)和視覺(jué)傳感器更進(jìn)一步：在這些系統(tǒng)中，相機(jī)傳感器、圖像捕獲、圖像評(píng)估處理器和I/O接口，以及在某些情況下，照明和鏡頭結(jié)合在一起，通常是一個(gè)非常緊湊和健壯的外殼。。視覺(jué)傳感器通常具有圖形化的“點(diǎn)和點(diǎn)擊”界面。

這些系統(tǒng)還經(jīng)常與集成照明和鏡頭一起工作，這使應(yīng)用變得簡(jiǎn)單，但同時(shí)也降低了靈活性，這是一個(gè)值得問(wèn)題：這類系統(tǒng)通常會(huì)針對(duì)某些應(yīng)用程序進(jìn)行優(yōu)化，并且不允許切換到完全不同的應(yīng)用程序。例如，從純?cè)趫?chǎng)檢查到測(cè)量或閱讀任務(wù)。另一個(gè)限制是可用于這類產(chǎn)品的可用圖像傳感器的數(shù)量有限。智能相機(jī)和視覺(jué)傳感器之間沒(méi)有準(zhǔn)確的概念上的區(qū)別。

深度嵌入視覺(jué)：專注于一項(xiàng)任務(wù)

對(duì)于完全集成的視覺(jué)系統(tǒng)，也可以不使用操作系統(tǒng)，凱普勒建議深度嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)-一個(gè)尚未在市場(chǎng)上確立其地位的名稱。”這類系統(tǒng)是為特定任務(wù)而開(kāi)發(fā)的，并不是可自由編程的。。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，這些系統(tǒng)的通信選項(xiàng)是明確的，只有在較高的時(shí)間和精力的花費(fèi)下才能改變?！?高初始成本在這種深度嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中所發(fā)生的事情，而這些代價(jià)只能是通過(guò)大量生產(chǎn)攤銷。作為一項(xiàng)規(guī)則，這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是非常低的功耗，允許非常長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間，即使是由電池供電。

一當(dāng)前實(shí)例如此深埋的視覺(jué)系統(tǒng)是來(lái)自Intel的RealSense技術(shù)。這些相機(jī)系統(tǒng)基于Intel RealSense?D4視覺(jué)處理器，該處理器采用算法來(lái)處理來(lái)自集成圖像傳感器的原始圖像流，其中準(zhǔn)確的三維深度信息是以高分辨率和令人印象深刻的幀速率計(jì)算的。然后輸出這些3D圖像作為進(jìn)一步處理的結(jié)果。

A 這類深嵌式視覺(jué)系統(tǒng)的進(jìn)一步例子來(lái)自文本識(shí)別領(lǐng)域：集成攝像頭、OCR軟件和無(wú)線電連接的緊湊模塊直接安裝在機(jī)械儀表上，實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的自動(dòng)記錄，而不需要用電子版本取代現(xiàn)有的儀表：在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)將表讀數(shù)傳送給主計(jì)算機(jī)。因此，人工閱讀就變得不必要了。由于較低的功耗和較短的占空比，這些模塊的免維護(hù)運(yùn)行時(shí)間約為十年。

片上系統(tǒng)：較大的靈活性

根據(jù)凱普勒的說(shuō)法，片上系統(tǒng)(Soc)是一種新的、非常靈活的嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)。近期需求量很大。”Soc使定制系統(tǒng)成為可能，并使多樣化的圖像傳感器能夠簡(jiǎn)單地適應(yīng)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口，如GigE Vision、USB 3 Vision或MIPI。穿過(guò)集成功能強(qiáng)大的硬件，如FPGA、GPU或DSP，它們?cè)诒匾獣r(shí)提供本地預(yù)處理和數(shù)據(jù)縮減。此外,符合標(biāo)準(zhǔn)的圖像分發(fā)可通過(guò)opc ua進(jìn)行進(jìn)一步處理和符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器通信。.”

凱普勒說(shuō)，這種基于ARM的系統(tǒng)在linux下并在使用合適的軟件環(huán)境下提供了更多的優(yōu)勢(shì)。源代碼與pc系統(tǒng)兼容，可通過(guò)c/c++免費(fèi)編程，并通過(guò)優(yōu)化算法訪問(wèn)圖像處理庫(kù)。。這些系統(tǒng)的特點(diǎn)還包括結(jié)構(gòu)緊湊，集成簡(jiǎn)單，功耗低。.

“由于SoC只需要較低的初始投資和系統(tǒng)成本，此外還可能出現(xiàn)重復(fù)，在我看來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)有可能改變成像和機(jī)器視覺(jué)。”凱普勒說(shuō)。