什么是嵌入式机器视觉
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博猫平台登录:机器视觉 2021-05-14 9097 0


嵌入式視覺系統包含從選定的成像傳感器接收到的光到系統輸出的整個信号鍊。系統輸出是指已處理或未處理的圖像或從圖像中提取并提供給下遊系統的信息。當然,嵌入式系統架構師負責根據系統要求确保端到端性能。為此,嵌入式視覺系統架構師需要熟悉與傳感器和後處理系統有關的各種概念和技術。本文是高級入門手冊,旨在使讀者對這些技術和概念有基本的了解。

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首先,您需要熟悉系統要在其中運行的電磁頻譜和頻譜域。人眼隻能看到390nm(藍光)和700nm(紅光)波長之間的光譜,通常稱為可見光譜。成像設備可以借助所使用的技術(包括X射線,紫外,紅外和可見光譜)捕獲更寬波長的圖像。

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在近紅外光譜及以下的光譜中,我們可以使用電荷耦合器件(CCD)或CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器(CIS);在紅外光譜中,需要專用的紅外探測器。紅外光譜範圍需要特殊傳感器的部分原因是諸如CCD或CIS之類的芯片成像器所需的激發能。

這些設備通常需要1eV的光子能量來激發電子,但是在紅外範圍内,光子能量在1.7eV-1.24meV之間,因此紅外成像儀應基于HgCdTe或InSb。這些設備需要較低的激勵能量,通常與CMOS讀出IC(即ROIC)結合使用,以控制和讀出傳感器。

兩種最常見的探測器技術是CCD和CIS

電荷耦合器件為它被視為模拟設備,因此需要在所需的模拟電壓電平下使用片外ADC和時鐘生成功能,以将其集成到數字系統中。每個像素存儲光子産生的電荷。在大多數情況下,像素以2D陣列排列以形成多行,并且每一行包含多個像素。讀取CCD時,每條線通過線傳輸并行傳輸到讀取寄存器,然後通過讀取寄存器串行讀取每條線。在讀取該寄存器的過程中,電荷被轉換為電壓。

CMOS圖像傳感器可以實現更緊密的集成,因此ADC,偏置和驅動電路都集成在同一芯片上。這大大降低了系統集成要求,也增加了CIS設計的複雜性。 CIS的核心是有源像素傳感器(APS),其中每個像素同時包含一個光電二極管和一個讀出放大器。因此,與CCD不同,CIS可以讀取陣列中的任何像素地址。

盡管大多數嵌入式視覺都使用CIS設備,但CCD仍用于性能非常重要的高端科學研究應用中。本文的要點适用于這兩種成像技術。



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