15、高性能智能相机与嵌入式立体视觉技术解析

高性能智能相机与嵌入式立体视觉技术解析

高性能智能相机（HPSC）

高性能智能相机（HPSC）是一款彩色线扫描相机，它将高端图像处理能力集成到图像传感器附近，为下一代印刷质量检测提供了可能。其主要优势在于解决了高性能机器视觉中高速成像器与远程处理系统之间的数据传输瓶颈问题。

FPGA 在 HPSC 中的应用

FPGA 在 HPSC 设计中具有重要作用。它具有巨大的输入和输出带宽，以及大规模并行处理的潜力。不过，若需要对大图像区域进行随机像素访问，在 FPGA 中实现此类功能通常成本较高。一般会选择将大图像分割成较小的图块（图块大小需根据 FPGA 资源进行优化），然后依次处理每个图块。

在 HPSC 的 FPGA 设计中，同时采用了数据并行和算法并行两种并行化方法。例如，在特征提取阶段，通过流水线操作实现算法并行，而相机性能则受益于数据并行，可同时处理图像的高低频率部分。FPGA 实现的功能包括 MX 阶段、图像预处理阶段、特征提取阶段和检查阶段。

软件映射功能

HPSC 中有两类处理器：高速 DSP 和在 FPGA 中实现的 Altera 软核 NIOS™中央处理器（CPU）。软件任务会分配到多个处理器上，其中 DSP 主要用于数值计算，软核 CPU 则执行控制任务。在图像处理流程中，分析阶段作为软件任务在 DSP 中实现，包括斑点标记、高级分类算法和光学字符识别等功能。

HPSC 的模块化架构

HPSC 的模块化架构提供了不同级别的智能性：
1. 高速线扫描相机操作，结合 FPGA 中的高性能图像处理和标准相机链路接口。
2. 光纤 10 Gbi