計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)從圖像采集卡得到幫助

PCI Express（PCIe）有多個(gè)千兆位/帶寬和確定的行為，適用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的圖像采集；可以捕捉更有效的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用高分辨率、高幀頻圖像流。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)由一個(gè)插件的PCI Express（PCIe）的基于臺(tái)式電腦的圖像采集卡。圖像采集卡從連接的攝像頭流捕捉圖像并將它們轉(zhuǎn)發(fā)PCIe總線上的PC進(jìn)行圖像處理。幀接收器可以用于連接模擬和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，具有數(shù)碼相機(jī)的類型，如CameraLink的，IEEE 1394多種風(fēng)味中找到和GigE視覺(jué)。

PCIe的多個(gè)千兆位/帶寬和確定性的行為，二是特別有用的圖像采集卡的PC總線，以捕捉高分辨率高幀率圖像流的能力。

而基于PC的計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)仍然被廣泛地部署，許多原始設(shè)備制造商（OEM）正在向嵌入式計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)，超過(guò)在堅(jiān)固性，可移植性和功耗方面的基于PC的系統(tǒng)提供幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。最新的嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)由ARM處理器和在頻率運(yùn)行到數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）供電，并且在某些情況下超越，1.0 GHz到使精密視覺(jué)算法的處理。

最新一代的嵌入式處理器擅長(zhǎng)處理視覺(jué)算法和功能高度集成的外設(shè)集，包括攝像頭和視頻端口，用于連接圖像傳感器和視頻解碼器。內(nèi)置相機(jī)和視頻端口可以作為集成幀接收器，從而消除了系統(tǒng)中的一個(gè)傳統(tǒng)的基于PCIe的圖像采集卡插卡的必要性。

盡管基于PCIe的幀采集插件不是必需的，開(kāi)發(fā)商已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在這些新的嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)PCIE接口的替代應(yīng)用。最流行的這些應(yīng)用程序是是在該地區(qū)處理器互通。今天的許多嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的專業(yè)化的嵌入式處理集成電路，如：

運(yùn)行一個(gè)高層次的操作系統(tǒng)（OS），如Linux，谷歌Android或Microsoft Windows嵌入式CE，控制系統(tǒng)，并提供網(wǎng)絡(luò)和顯示功能基于ARM處理器

現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）的圖像預(yù)處理

一種加速視覺(jué)算法DSP（圖1顯示了可以由DSP卸載從流行的開(kāi)放計(jì)算機(jī)視覺(jué)（OpenCV的）庫(kù)樣本的實(shí)時(shí)圖像處理功能可實(shí)現(xiàn)的性能改進(jìn)。）

3D圖形處理器加速先進(jìn)的圖形用戶界面（GUI）呈現(xiàn)。

當(dāng)每個(gè)系統(tǒng)中的具有PCIe接口的處理器，PCIe交換機(jī)可以被用來(lái)使高帶寬，它們之間的低等待時(shí)間的通信。選擇的PCIe交換機(jī)即使提供兩個(gè)根復(fù)合體端口，其允許備份主處理器，諸如上述的ARM，可以快速切換到系統(tǒng)中，如果第一主機(jī)處理器出現(xiàn)故障。圖2示出如何在一個(gè)嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)的各個(gè)處理器可以經(jīng)由PCIe交換機(jī)互連。

一些IC廠商甚至將ARM處理器、DSP、圖像預(yù)處理器和圖形處理器在一個(gè)單一的系統(tǒng)芯片（SoC）。這方面的一個(gè)例子就是前面提到的c6a81x C6 Integra DSP+ARM處理器。

PCIe提供在提供擴(kuò)展端口，新興的互連技術(shù)，如10千兆以太網(wǎng)，超高速USB（USB3），和SATA6 Gbit / s的形式以這樣的高度集成的SoC的另一重要的作用。這些橋梁的PCIe給輸入/輸出（I / O），這些還不夠成熟的發(fā)展過(guò)程中，被整合到SoC技術(shù)的SoC訪問(wèn)。在本質(zhì)上，PCIe總線的作用是面向未來(lái)的SOC的I / O能力。圖3顯示的PCIe橋接怎么可以用來(lái)擴(kuò)大嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)的I / O能力。

正如它在計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的作用是不斷發(fā)展的，PCIe作為一個(gè)技術(shù)的不斷發(fā)展。今天在嵌入式系統(tǒng)的PCIe主要是由的PCIe1.x的實(shí)現(xiàn)為主，來(lái)自主要IC供應(yīng)商提供的PCIe2.x中實(shí)現(xiàn)最新的設(shè)備。 2010年11月，PCI-SIG提供的規(guī)范，將PCIe3.0互連，大約增加一倍的PCIe2.X實(shí)現(xiàn)的帶寬。這增加了帶寬，將提供集成的PCIe3.0嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)的幾個(gè)重要的好處。

PPCIe3.0將在嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)，它采用多處理使各個(gè)IC之間更高的吞吐量，使這些系統(tǒng)來(lái)處理甚至更高的分辨率/幀速率和并行圖像流的數(shù)量較多。對(duì)不一定要求較高的吞吐量的系統(tǒng)，的PCIe3.0將使processers實(shí)現(xiàn)類似帶寬的PCIe2.0使用較少的數(shù)據(jù)通道。因?yàn)榻裉斓那度胧教幚砥髟絹?lái)越銷約束這可能是特別有幫助。

最后，處理器的PCIe3.0接口將提供嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)與接口橋接下一代多吉比特的相機(jī)通信協(xié)議，在功能上今天的基于PCIe的插卡幀接收器類似。

PCIe的平行進(jìn)化是將其列入新的Thunderbolt技術(shù)，英特爾合作與蘋果公司開(kāi)發(fā)的，它結(jié)合的PCIe和DisplayPort到從計(jì)算機(jī)一根電纜連接。隨著迅雷變得更加普遍，嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)將包括迅雷至PCIe橋接實(shí)現(xiàn)高帶寬連接到附近的一臺(tái)電腦。這是的PCIe提供PC世界和嵌入式視覺(jué)世界的橋梁如何呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)一個(gè)新的角色的另一個(gè)例子。