您是否見(jiàn)識(shí)過(guò)奧迪非凡的自動(dòng)泊車(chē)功能？在沒(méi)有駕駛員的情況下，轎車(chē)能自動(dòng)找到車(chē)位并泊車(chē)入位；或者，您是否使用Kinect控制器玩過(guò)Xbox 360游戲，或是剛剛咬下一口您從本地水果店購(gòu)買(mǎi)的鮮香水果。如果是，那么您可以把自己看成是Smarter Vision系統(tǒng)時(shí)代到來(lái)的見(jiàn)證人。

　　從最尖端精密的電子系統(tǒng)到普普通通的蘋(píng)果，各種形式的產(chǎn)品都無(wú)不受到Smarter視頻技術(shù)的影響。雖然當(dāng)今Smarter Vision的運(yùn)用已足以讓人稱(chēng)奇，但專(zhuān)家稱(chēng)我們其實(shí)還什么都沒(méi)有看到。有人預(yù)測(cè)在10年時(shí)間里，從汽車(chē)到工廠自動(dòng)化、醫(yī)療、監(jiān)控、消費(fèi)類(lèi)、航空航天和軍用產(chǎn)品等絕大多數(shù)電子系統(tǒng)都將包含功能更豐富、出眾的Smarter Vision技術(shù)，極大地豐富人們的生活，乃至挽救生命。

　　Smarter Vision系統(tǒng)將迅速得到普及，而且隨著它們?cè)谖磥?lái)幾年將變得更加尖端復(fù)雜，我們很可能會(huì)乘坐自動(dòng)駕駛汽車(chē)盡情穿梭在高速公路網(wǎng)上。諸如Intuitive Surgical公司令人驚嘆的機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)等醫(yī)療設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展，甚至能夠讓外科醫(yī)生遠(yuǎn)程執(zhí)行外科手術(shù)。電視和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)讓人仿佛置身其中，達(dá)到前所未有的互操作水平，同時(shí)影院、家庭和店鋪屏幕上的內(nèi)容也將迎合每個(gè)不同消費(fèi)者的興趣，乃至情緒。

　　賽靈思All Programmable Smarter Vision解決方案正在引領(lǐng)這場(chǎng)變革創(chuàng)新。ZynqTM-7000 All Programmable SoC是業(yè)界首款在單個(gè)器件上將ARM雙核CortexTM-A9 MPCORETM、可編程邏輯及主要外設(shè)完美結(jié)合在一起的器件。賽靈思以其作為基礎(chǔ)，已推出了配套基礎(chǔ)架構(gòu)（工具及SmartCORE IP組合），其將在開(kāi)發(fā)和加速這些出色的創(chuàng)新產(chǎn)品上市進(jìn)程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。該輔助基礎(chǔ)架構(gòu)包括VivadoTM HLS（高層次綜合）、最新IP Integrator工具、OpenCV（計(jì)算機(jī)視覺(jué)）庫(kù)、SmartCORETM IP和專(zhuān)用開(kāi)發(fā)套件。

　　賽靈思企業(yè)戰(zhàn)略與市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)副總裁Steve Glaser表示：“借助賽靈思All Programmable Smarter Vision解決方案，我們將幫助客戶(hù)率先推出新一代Smarter Vision系統(tǒng)。在過(guò)去10年中，客戶(hù)已充分利用我們的FPGA來(lái)為他們系統(tǒng)處理器中那些運(yùn)行速度不足的功能提速。對(duì)于Zynq-7000 All Programmable SoC而言，處理器和FPGA邏輯均位于同一芯片上，這意味著開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)已擁有一款適用于Smarter Vision應(yīng)用的理想的芯片平臺(tái)。我們現(xiàn)在又推出了一款由Vivado HLS、最新IP Integrator工具、OpenCV庫(kù)、SmartCORE IP和開(kāi)發(fā)套件組成的穩(wěn)健可靠的開(kāi)發(fā)環(huán)境，進(jìn)一步完善了Zynq-7000 All Programmable SoC。借助這些Smarter Vision技術(shù)，我們的客戶(hù)可以立即啟動(dòng)他們的新設(shè)計(jì)，以更快的速度推出效率和系統(tǒng)性能更高、系統(tǒng)功耗和材料清單成本更低的創(chuàng)新產(chǎn)品，從而在提升盈利能力的同時(shí)豐富人們的生活，乃至挽救生命。”

　　從啞巴攝像機(jī)到Smarter Vision

　　Smarter Vision系統(tǒng)的根源在于嵌入式視覺(jué)。若您對(duì)嵌入式視覺(jué)知之甚少，那么就讓我們看看下面對(duì)這種技術(shù)及其演進(jìn)發(fā)展的介紹。

　　根據(jù)快速發(fā)展的行業(yè)組織“嵌入式視覺(jué)聯(lián)盟”（www.embedded-vision.com/）的定義，嵌入式視覺(jué)融合了兩種技術(shù)：嵌入式系統(tǒng)（區(qū)別于使用處理器的計(jì)算機(jī)的任何電子系統(tǒng)）和計(jì)算機(jī)視覺(jué)（有時(shí)也稱(chēng)機(jī)器視覺(jué)）。

　　嵌入式視覺(jué)聯(lián)盟創(chuàng)始人兼咨詢(xún)公司BDTI首席執(zhí)行官Jeff Bier表示，嵌入式視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)給數(shù)個(gè)行業(yè)造成顯著的影響，因?yàn)樵摷夹g(shù)的發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了以往的通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)平移／傾斜／縮放（motorized pan-tilt-zoom）功能的模擬攝像系統(tǒng)時(shí)代。Bier表示：“我們已在數(shù)字時(shí)代生活了一段時(shí)間，看到嵌入式視覺(jué)從擅長(zhǎng)壓縮、存儲(chǔ)或增強(qiáng)攝像頭拍攝內(nèi)容觀感的早期數(shù)字系統(tǒng)迅速發(fā)展成為如今能知曉拍攝內(nèi)容的Smarter嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)?！贝送?，先進(jìn)的嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)或Smarter視覺(jué)系統(tǒng)不僅能增強(qiáng)和分析圖像，而且還能根據(jù)那些分析結(jié)果觸發(fā)行動(dòng)。由此，處理量和計(jì)算能力以及算法的復(fù)雜性都顯著增大。監(jiān)控市場(chǎng)的快速發(fā)展就是這種顯著演進(jìn)的最好例證之一。

　　20年前，監(jiān)控系統(tǒng)廠商競(jìng)相提供由機(jī)械系統(tǒng)強(qiáng)化的最佳透鏡，能夠執(zhí)行可實(shí)現(xiàn)更清晰、更寬廣拍攝視野的平移／傾斜／縮放功能。這些系統(tǒng)基本上由模擬攝像機(jī)、連接用同軸電纜、模擬監(jiān)控器和安保人員監(jiān)控的視頻錄制裝置組成。這些系統(tǒng)的清晰度、可靠性和有效性由光學(xué)組件和透鏡的質(zhì)量以及監(jiān)控?cái)z像頭播放內(nèi)容的安保人員的盡職程度決定。

　　嵌入式視覺(jué)技術(shù)的問(wèn)世使監(jiān)控設(shè)備公司能夠使用基于數(shù)字技術(shù)的較低成本攝像頭。此類(lèi)數(shù)字處理能力可為其系統(tǒng)提供卓越的功能，在性能上超越模擬以及基于透鏡的保安系統(tǒng)，在價(jià)格上則更低廉。

　　魚(yú)眼透鏡和采用各種視覺(jué)專(zhuān)用算法的嵌入式處理系統(tǒng)大幅增強(qiáng)了攝像頭生成的畫(huà)質(zhì)。這些技術(shù)針對(duì)光照條件進(jìn)行了校正，能夠改善對(duì)焦，增強(qiáng)色澤和數(shù)字縮放觀測(cè)區(qū)域，另外無(wú)需使用機(jī)械電機(jī)控制來(lái)執(zhí)行平移／傾斜／縮放，從而能夠進(jìn)一步提升系統(tǒng)可靠性。企業(yè)使用數(shù)字信號(hào)處理可提供視頻分辨率達(dá)到以及超過(guò)1080p的監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)際上，就無(wú)人機(jī)（UAV）和軍用衛(wèi)星而言，嵌入式視覺(jué)已能夠?qū)崿F(xiàn)前所未有的超高分辨率。若以此分辨率捕獲圖像，就需要處理大量的像素，而增強(qiáng)和操控這些圖像則需要甚至更高的處理能力。

　　但通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理操縱圖像，增強(qiáng)其清晰度只是開(kāi)始。憑借先進(jìn)得多的像素處理功能，監(jiān)控系統(tǒng)制造商開(kāi)始創(chuàng)建更尖端的嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)，以便能在其數(shù)字系統(tǒng)所采集的高畫(huà)質(zhì)圖像上實(shí)時(shí)執(zhí)行分析功能。視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員每年都會(huì)推出一系列功能更為強(qiáng)大的高級(jí)算法，用于創(chuàng)建更為動(dòng)態(tài)的分析功能。這些嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)的最早期類(lèi)型只能檢測(cè)特定的色彩、形狀和移動(dòng)。這項(xiàng)功能迅速地發(fā)展為具有下列功能的算法：能夠檢測(cè)跨越攝像頭視野中虛擬柵欄的物體；判斷圖像中的對(duì)象是否是一個(gè)人；以及，鏈接至數(shù)據(jù)庫(kù)后甚至能識(shí)別特定的人。

　　最先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)所提供的分析功能能跟蹤受監(jiān)測(cè)的個(gè)人穿越安保網(wǎng)絡(luò)的視野范圍，即便在他們離開(kāi)攝像頭的視野后進(jìn)入盲點(diǎn)，然后再進(jìn)入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的另一部攝像頭的視野后也能追蹤。視覺(jué)設(shè)計(jì)人員已經(jīng)設(shè)計(jì)出某些此類(lèi)系統(tǒng)，用于檢測(cè)異常或可疑的移動(dòng)。賽靈思工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療（ISM）事業(yè)部系統(tǒng)架構(gòu)師Mark Timmons表示：“分析功能是當(dāng)今監(jiān)控市場(chǎng)最大的發(fā)展趨勢(shì)。它可以克服人為錯(cuò)誤，甚至取代細(xì)致的人工觀察和決策。可以想象，在火車(chē)站和運(yùn)動(dòng)賽場(chǎng)等擁擠的環(huán)境中，監(jiān)控的難度極大。所以如果有分析功能可以發(fā)現(xiàn)過(guò)度擁擠的危險(xiǎn)情況或表現(xiàn)出危險(xiǎn)行為或過(guò)激動(dòng)作的個(gè)人，就會(huì)帶來(lái)非常明顯的優(yōu)勢(shì)?！?/p>

　　為了進(jìn)一步增強(qiáng)這種分析功能并提升此類(lèi)系統(tǒng)的有效性，監(jiān)控及眾多其它使用Smarter Vision技術(shù)的市場(chǎng)越來(lái)越多地采用“融合”架構(gòu)，將攝像頭和熱成像、雷達(dá)、聲納和LIDAR（光/激光探測(cè)和測(cè)距）等其它感測(cè)技術(shù)相結(jié)合。這樣Smarter視覺(jué)設(shè)計(jì)人員就可進(jìn)一步增強(qiáng)最終圖像，實(shí)現(xiàn)夜視、檢測(cè)熱溫/熱能影像或是拾取單憑攝像頭不能采集或無(wú)法看到的對(duì)象。這項(xiàng)功能能顯著地減少虛假檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的分析。毫無(wú)疑問(wèn)，技術(shù)融合以及之后分析融合技術(shù)采集的數(shù)據(jù)會(huì)帶來(lái)更大的復(fù)雜性，要求更為強(qiáng)大的分析處理能力。

　　Timmons提到，這個(gè)市場(chǎng)上的另一大趨勢(shì)是執(zhí)行所有這些類(lèi)型的復(fù)雜分析系統(tǒng)都位于監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的“邊緣”，即位于每一部攝像頭中，而非由每一部攝像頭將自己的數(shù)據(jù)傳輸給中央大型機(jī)系統(tǒng)，然后再由大型機(jī)根據(jù)多路饋入的數(shù)據(jù)進(jìn)行更精確的分析。分析功能的本地化為整體安全系統(tǒng)增加了靈活性，使得系統(tǒng)中的每個(gè)點(diǎn)都能更加迅速準(zhǔn)確地執(zhí)行檢測(cè)，因而如果攝像頭能真正發(fā)現(xiàn)切實(shí)的威脅，就能更迅速地向操作人員發(fā)出告警。

　　分析功能本地化意味著每個(gè)單元不僅需要更強(qiáng)大的處理功能來(lái)強(qiáng)化和分析攝像頭采集的圖像，而且還必須足夠緊湊，能夠集成至高度集成的電子系統(tǒng)中。且由于每個(gè)單元都必須能夠可靠地與網(wǎng)絡(luò)的其余部分進(jìn)行通信，攝像頭還必須集成電子通信功能，進(jìn)一步增大計(jì)算復(fù)雜度。這些監(jiān)控單元逐漸通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成更大型監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分；而且這些監(jiān)控系統(tǒng)將不斷變成更大規(guī)模的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)乃至更大規(guī)模的全球網(wǎng)絡(luò)的組成部分，正如美國(guó)軍方的全球信息網(wǎng)格（參見(jiàn)Xcell期刊第69期的封面介紹：http://china.xilinx.com/china/archives/xcell/Xcell69.pdf）。

　　這類(lèi)高度復(fù)雜性有望出現(xiàn)在監(jiān)控等領(lǐng)域中，也正應(yīng)用于軍事和防務(wù)市場(chǎng)的各個(gè)方面，從步兵的頭盔到與中央司令部聯(lián)網(wǎng)的軍用衛(wèi)星等，無(wú)所不包?？赡芨钊梭@嘆的是，Smarter Vision技術(shù)正快速進(jìn)入其它領(lǐng)域，以提高生活質(zhì)量，確保生命安全。