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应用与解决方案 Applications & Solutions





                     这种 软核 IP 处理 器的一 个例            以在 CPU 上执行诸如拜耳插值、坏
                 子是 CEVA 公司的 VectorBlox MXP        像素校正和色彩平衡等预处理算法，
                 Matrix 处理器。作为一种专为 FPGA            但是在 FPGA 上执行这些任务会更加
                 设计的可扩展软核处理器，该 IP 可                高效。过去，相机和图像采集卡开
                 以作为一种插件式 IP 块在 FPGA 上             发者需要开发这些算法 ；现在供
                 实施，其在图像处理中通常出现的                   应商们提供 IP 库来执行这些任
                 2D 和 3D 矩阵上执行并行向量处理器              务。
                 算法。据 CEVA 表示，该软核处理器                  德国 CoSynth 公司
                 内核可以将 Xilinx 的标准 MicroBlaze       提供了多种专为在“支持
                 处理器的性能提升至少 1-2 个数量级。 Bayer 图案去马赛克、色
                 利用这一优势，台湾 Altek 公司最近              彩空间转换、图像分割
                 获得了 CEVA 的 IP 授权，在公司的             和形态运算等图像处
                 无人机和智能相机中执行目标探测与                  理功能的”FPGA 中
                 跟踪以及 3D 深度传感任务。                   使用而优化的 IP 核。
                                                      为了与基于相机的系统一起使
                 FPGA库                             用，可以提供通过 LVDS 和以太网集
                     如同相机和图像采集卡的开发人                成相机的 IP 核。类似地，克罗地亚               图2：支持交换式夹层卡（XMC）格式，EIZO
                                                                                    Rugged Solutions公司的Condor 4100 XMC系列，
                 员可以利用软核处理器的强大功能一                  Xylon 公司的 Logic Bricks IP 核，提
                                                                                    基于AMD的Radeon E8860 GPU，并支持诸如
                 样，嵌入式视觉系统开发者们也可以                  供从 Bayer 图案去马赛克、透视变换             3G-SDI、HDMI、NTSC和CoaXPress（CXP）等相
                                                                                    机输入标准。
                 利用 FPGA IP 库来执行专门的图像处             到镜头校正以及 MJPEG 解码的诸多
                 理任务。这些任务包括相机接口、图                  图像处理功能。                          和 Altera 的 FPGA 中使用。
                 像预处理功能，如拜耳插值、图像压缩、                                                     对于立体视觉应用，德国 Nerian
                 立体视觉、人脸检测和运动检测等。                  具体应用                             Vision Technologies 公司和日本
                     对   于   包   含  GigE Vision、      正如许多 IP 厂商着力于执行这              Fujisoft 公司，都提供 FPGA IP 核来
                 CameraLink 和 CoaXPress 等标准相机      些基本的图像处理功能一样，也有其                 执行立体对象匹配，尽管使用不同的
                 接口的机器视觉系统开发者而言，可                  他一些公司（包括 Xylon）已经意识              算法。
                 以使用 FPGA 供应商和第三方供应                到，需要开发更多的针对特定应用的                     首先调整图像以补偿镜头畸变
                 商提供的 IP 来执行这些任务。例如， 专用 FPGA IP，以加速他们的客户的                           和相机对准误差，然后 Nerian Vision
                 Xilinx 公司已经开发了一款 FPGA 内           产品上市时间。例如 Xylon 公司除了             Technologies 公司的立体视觉 IP 核，
                 核 ——GigEVCore1.2，其能将 GigE         提供上述提到的基本功能外，该公司                 通过一种半全局匹配（SGM）算法在
                 Vision 控制和消息通道映射到诸如               还开发了用于执行诸如面部检测和跟                 两个灰度级输入图像上执行立体匹配。
                 MicroBlaze 之类的软核嵌入式处理器            踪、车辆检测和车辆驾驶员嗜睡检测                     也有其他的立体方法可以执行这
                 上。德国 Sensor to Image 公司开发         等任务的专用 IP 核，其瞄准的全都               个任务，最有名的是东京工业大学副
                 的 FPGA IP 核，支持 Xilinx 和 Altera    是某个特定的利基市场。                      教授 Keiji Saneyoshi 博士所使用的绝
                 公司的 FPGA，允许设计者在 FPGA                 Xylon 并不是唯一开发专用 IP 核          对偏差（SAD）算法。Fujisoft 公司
                 上实现 Camera Link、GigE Vision 和     的公司。对于地面、表面和空中物体                 与 Altera 合作，在 Fujisoft 的 Stereo
                 CoaXPress（CXP）接口。                 的运动检测，白俄罗斯的 Riftek 公司            Vision IP Suite 套件中部署了这种算
                     在使相机接口更加容易的同时， 提供的 FPGA IP 核，可以对物体进                            法，从而能够在 FPGA 硬件和软件的
                 高密度 FPGA 的出现也将许多图像预               行跟踪和运动检测。例如，该公司的                 组合中执行立体匹配任务。
                 处理功能集成到了 FPGA 中。虽然可               T-COR-30 跟踪 IP 核，可以在 Xilinx          不同于使用单独的 IP 内核，开


                 28 Sep/Oct  2017                                                  视觉系统设计   Vision Systems Design China
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