隨著處理效能、內(nèi)存密度和系統(tǒng)整合度的提升，嵌入式視覺逐漸擴增到新興應用領域，市場規(guī)模在十年內(nèi)必有顯著增長。而伴隨著應用領域越來越多元化，嵌入式視覺系統(tǒng)有沒有面臨怎樣的挑戰(zhàn)？

所謂嵌入式視覺系統(tǒng)包含從所選的影像傳感器接收光子到系統(tǒng)輸出的整個訊號鏈。從接收端的影像中擷取處理或未處理的影像或信息，并提供予下游系統(tǒng)，為嵌入式系統(tǒng)架構師則負責根據(jù)系統(tǒng)要求確保接收到輸出過程的效能。

首先，我們必須熟悉電磁波譜及期望肉眼可辨識的范圍僅390nm（藍光）至700nm（紅光）波長間的光譜，亦為可見光譜；而根據(jù)選用影像設備的不同，我們卻能捕捉到更廣泛的波長影像包括X光、紫外線、紅外線以及可見光譜。針對近紅外光及以下的光譜范圍，我們可以選用電荷耦合組件（CCD）或互補金屬氧化物半導體（CMOS1）影像傳感器（CIS）；到了紅外光譜范圍，則須使用專用的紅外光檢測器。紅外光譜之所以需要專用的傳感器，部分原因在于芯片影像傳感器如CCD或CIS需要激發(fā)能。這些組件通常需要1eV的光子能量來激發(fā)一個電子，然而在紅外光譜范圍，光子能量介于1.7eV至1.24meV之間，因此紅外影像傳感器應基于HgCdTe或InSb。這些低激發(fā)能的傳感器，經(jīng)常與CMOS的讀取IC（ROIC）配合使用，以利傳感器的控制與讀取。

最常見的兩種傳感器技術分別是CCD和CIS：

電荷耦合組件（CCD）被視為最好的仿真組件，因此若需與數(shù)字系統(tǒng)整合，就需要在一定的模擬電壓下外加ADC及頻率生成功能。每個像素儲存由光子產(chǎn)生的電荷，且多數(shù)的應用是由2D數(shù)組排列成行，每行由多個像素組成。讀取CCD時，需透過行與行之間的傳輸，將每行平行傳遞到讀取緩存器，再透過讀取緩存器將每行串行讀取。這個緩存器的讀取過程中，會將電荷轉換為電壓。

CMOS影像傳感器能讓ADC、偏壓和驅(qū)動電路在同一個芯片上做更緊密的整合，可大幅降低系統(tǒng)對整合的需求，并同時提高CIS設計的復雜度。主動像素傳感器（APS）是CIS的核心，其中與CCD的不同在于CIS的每個像素中同時包含一組光電二極管及讀取放大器，并能單獨讀取數(shù)組中的任一個像素。盡管多數(shù)的嵌入式視覺皆采用CIS組件，但CCD仍是高端科學研究應用領域中主要采用的傳感器。

作為系統(tǒng)的輸入CMOS和CCD是目前圖像采集采用的兩種領先技術，CCD能夠提供更高的圖像質(zhì)量，但是經(jīng)過過去10年的發(fā)展CMOS與其的差距越來越小，在功耗和成本方面大有超過CCD之勢。此外很多應用都需要高效的并行處理系統(tǒng)，因此需要采用專用的硬件處理器比如GPU、DSP、FPGA和多核（mulTI-core）SoC，但是這無疑會增加系統(tǒng)的成本、功耗和PCB尺寸等，因此一款經(jīng)濟高效的處理器也是行業(yè)所需。當然在實際應用中我們要根據(jù)系統(tǒng)的實時性能、功耗、圖像精度和算法復雜度來選擇適合的處理器。為了協(xié)助用戶搭建自己的嵌入式視覺平臺和產(chǎn)品，Avnet推出了一系列視覺應用解決方案，比如PicoZed嵌入式視覺開發(fā)套件，其中，PicoZedSoM集成的是XilinxZynq-7030AllProgammableSoC，此外還包括PicoZed擴展板卡V2.0、HDMIFMC擴展板卡（集成攝像頭接口）和一個python-1300-CSXGA（1280x1024）攝像頭模塊。這款PicoZed嵌入式視覺開發(fā)套件fiche適合開發(fā)技巧視覺應用，除了硬件、軟件工具和豐富的授權IP核資源，它還支持reVISIONStack技術棧，reVISONStack包括豐富的設計資源，比如算法、硬件加速OpenCV函數(shù)庫以及目前流行的神經(jīng)網(wǎng)絡訓練數(shù)據(jù)集。嵌入式視覺系統(tǒng)還在不斷的發(fā)展，在各大產(chǎn)商和工程師們的努力下將會突破各種瓶頸，在集群視覺、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)自動化等領域獲得更多的應用。

面臨瓶頸和挑戰(zhàn)并不可怕，可怕的是原地踏步，沒有向前發(fā)展。伴隨著技術的發(fā)展，嵌入式視覺系統(tǒng)越來越多元化。