內嵌Xilinx FPGA，由VisualApllet編程實(shí)現顛覆性嵌入式機器視覺(jué)系統

　　背景：

　　早在2014年，All Programmable技術(shù)和器件的全球領(lǐng)先的Xilinx公司聯(lián)手生態(tài)合作伙伴德國Silicon Software公司推出了Silicon Software公司的VisualApplet軟件平臺。這套軟件平臺針對Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC實(shí)現了一個(gè)圖像化FPGA設計和編程的環(huán)境。之后此平臺幾乎顛覆了傳統的嵌入式機器視覺(jué)系統，為那些從事和尋找先進(jìn)的、高性能機器視覺(jué)解決方案的嵌入式系統架構師、軟件工程師、硬件工程師帶來(lái)前所未有的嵌入式設計體驗。

　　Visual Applet是一個(gè)圖形化的開(kāi)發(fā)工具，它可以通過(guò)簡(jiǎn)單的拖拽，將復雜的FPGA編程簡(jiǎn)單化，Silicon Software公司提供了一系列圖像預處理Applet，通過(guò)組合這些Applet，用戶(hù)就可以定制自己的圖像預處理功能。此外這些Applet將被加載到MicroEnable系列圖像采集卡運行的時(shí)候完全不占用系統CPU資源，是圖像預處理軟件硬件化的平臺。而且所有的功能模塊都以硬件算子的方式提供，這就保證了實(shí)時(shí)處理的要求。所以圖形處理的復雜度僅僅局限于所使用的FPGA的資源。

　　在用Visaul Applet做圖像處理算法開(kāi)發(fā)的時(shí)候，不需要考慮在FPGA設計中?？紤]的同步、時(shí)序以及其它優(yōu)化等問(wèn)題。FPGA的綜合和高級仿真可以在半個(gè)小時(shí)內完成，極大地簡(jiǎn)化了實(shí)時(shí)圖像處理設計的難度。

　　LX VisualApplet工業(yè)攝像機：

　　Baumer的最新智能設備LX VisualApplet工業(yè)攝像機，由于其獨特的圖像解決方案，在進(jìn)行圖像與視頻傳輸時(shí)，可以達到20M像數點(diǎn)的高幀率傳輸。這主要得益于這款攝像機不僅利用FPGA進(jìn)行充分加速，同時(shí)在基于硅軟件的VisualApplets圖表編程環(huán)境對應用程序進(jìn)行編程時(shí)，做到了實(shí)時(shí)地根據不同的應用程序的特殊用途進(jìn)行不同的圖像預處理， 而此預處理過(guò)程不僅提高了圖像系統生產(chǎn)量，當上傳到主機的數據量減少(丟失)時(shí)，還可以實(shí)時(shí)地作出響應。

　　圖Baumer intelligent LX VisualApplets industrial camera

　　令人好奇的是，這款攝像頭是如何做到預處理圖像的?原來(lái)，當Baumer 的LX VisualApplet攝像機在執行預處理時(shí)，就會(huì )用到攝像機內部的Xilinx Spartan-6 LX150 FPGA和256MB的DDR3 SDRAM這兩個(gè)部分，也正是這兩部分的支持才實(shí)現了圖像的預處理。此外這款攝像頭在還支持GigE Vision接口標準(100m內電纜)[GigE VisionGigE Vision Standard是2006年公布的一套高性能工業(yè)攝像頭接口標準 ] ，巧合地是，在2016年最近的視覺(jué)系統設計創(chuàng )新獎中，這類(lèi)新型的工業(yè)攝像頭獲得了白金獎。

　　Baumer的LX VisualApplets工業(yè)攝像頭產(chǎn)品系統中，由于不同的傳感器解決方案，傳輸速率從2Mbyte像素點(diǎn)到200MByte像數分為七種模式，當然，這款攝像頭都是采用CMOSIS圖像傳感器實(shí)現的。下表列出了這款攝像頭系列從2D到3D的七種模式：

　　總結：

　　現在，尖端工業(yè)自動(dòng)化和機器人技術(shù)等領(lǐng)域中都用到了大量的智能工業(yè)攝像頭，同時(shí)還要求更加靈活、更具可擴展的解決方案，這就需要將實(shí)時(shí)視頻處理功能從本地主機或服務(wù)器轉移到攝像頭端，Xilinx Spartan-6 LX150 FPGA采用45nm技術(shù)構建，可以方便地嵌入的在攝像頭中，并提供視頻分析功能，同時(shí)還支持圖像/視頻處理和傳感器功能等。