数字视频拓展了嵌入技术的疆域

技术分类: 嵌入式系统  消费电子设计  | 2008-03-31
Warren Webb,EDN技术编辑

  智能相机、视频转换与捕捉设备

  自动化检测应用(如部件定位、封装检查和装配验证)一般需要相当多的视频处理分析实时图像。为简化这个过程,National Instruments(NI)最近推出了 NI 1722 和 NI 1742 智能相机,它带有工业控制器、图像传感器和视觉分析软件,返回的是检查结果而不是图像(图 2)。NI 随其芯片同时交付 Vision Builder 软件,这是一个菜单驱动的环境,无需编程就能完成机器视觉应用的配置和部署。对于更先进的应用,这些相机兼容 LabView 有关图像处理和机器视觉算法的全部库,如边缘检测、模式匹配和光学字符识别。NI 1722 采用一个 400 MHz 的 PowerPC 处理器,NI 1742 则是 533 MHz 版。两种相机都使用索尼公司的单色 640×480 像素电荷耦合图像传感器,有内置 I/O。该 I/O 包括两个光隔离的数字输入、两个光隔离的数字输出、一个 RS-232 串行端口,以及两个 GbE(千兆以太网)端口,支持各种工业协议,如 Modbus TCP(传输控制协议)。另外,NI 1742 带有对正交编码器的支持和内置 LED 发光驱动器,可提供高达 500 mA 的连续电流和 1A 的选通电流。NI 1722 和 NI 1742 智能相机的价格分别为 1999 美元和 2499 美元。

图3PCIe-RTV24高速视频捕捉卡支持四个通道的实时图像采集帧速率达30帧/秒


  今天的移动阵营需要支持多达 70 种格式,内容供应商正在改用格式转换器完成各种视频结构之间的转换。这种转换是从一种编码格式到另一种编码格式(适应目标设备)的直接数字变换。它包括将原始数据解压为未经加工的中间格式,然后再将其编码为目标格式。德州仪器公司现在提供一款新的数字媒体处理器,用于媒体网关、多点控制设备和机顶盒的视频格式转换。基于 DSP 的新式 TMS320DM6467 DaVinci片上处理器系统提供实时的多格式视频格式转换。该系统集成了一个ARM926内核和600MHz C64x DSP内核,以及一个视频协处理器、一个转换引擎,以及目标视频端的接口,据称其性能比前代格式转换器提高了十倍。TMS320DM6467处理器价格为35.95美元(批量)。

  很多需要大带宽的机器视觉、安全与视频监控应用的源头是使用模拟捕捉卡或帧捕捉器,从内容供应商的信号源直接采集的数据,这些应用包括定位、生物面部识别和汽车牌照识别等。Adlink 技术公司最新推出的 PCIe-RTV24 就面向这些应用,它是一块采用 PCI Express 技术的高速视频捕捉卡,支持四通道的实时图像捕捉,帧速率高达 30 帧/秒(图 3)。它接受标准的复合彩色或单色视频格式,有可编程分辨率,并能生成所有常见数字格式位图。例如,RGB24 是一种 24 bit/像素的 RGB 格式,其输出用一个 8 bit 的像素值代表每种红、绿和蓝颜色。该模块亦提供一个看门狗和四个数字 I/O 信号,可以将其用作选通光控制、触发器采集和警报信号。PCIe-RTV24 支持微软 Windows 或 Linux,价格为 195 美元。

  远程视频

  尽管视频特性对新产品设计有很多好处,但对某些深度嵌入的设备而言,所需要的开发预算加上继发的显示、信号处理资源,可能成本过高。这些项目可以采用一种可移动的用户界面而获得数字视频的好处,它可以是一种通用设备,如 PC、PDA 或手机。短距离的通信链接(如蓝牙、802.11、红外甚至直接连接)可以用很少的开发工作和最低的硬件成本实现图形化互动。如果嵌入设备内带互联网的网络连接,则也可以建立一个远程的视频用户界面,能用全世界任何浏览器进行访问。
数字视频现在是大批量消费电子与台式计算机中的常见功能,嵌入系统设计者感受到了来自客户的压力,要求仿效这种用户体验以保持竞争能力。视频指令与实时用户互动都能够代替更多各代新系统中的印刷文档。向视频的转换将可能首次出现在采用手机与视频播放器低成本技术的高度便携嵌入设备中。不断增加的市售软硬件产品使嵌入系统设计者拥有了在每个系统中集成复杂视频界面的工具。压缩算法的改进以及可用的大批量硅片都会继续降低成本,从而使每一代新产品都更容易下决心采用复杂的多媒体功能。

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