現(xiàn)代機(jī)器視覺技術(shù)在安全領(lǐng)域的應(yīng)用

　　存儲(chǔ)器需求隨著分辨率的增大也會(huì)大大提高。即使是640 x 480的VGA分辨率，一個(gè)單色幀就需要307,200個(gè)字節(jié)，而在24位彩色模式下的彩色幀則需要將近1MB。

　　問題并不僅僅于此。對(duì)于30幀/秒的傳輸速率(典型的閃光融合速率)，幾乎需要28MB來緩存一個(gè)一秒的VGA視頻。下表中對(duì)幾個(gè)常用視頻標(biāo)準(zhǔn)分辨率進(jìn)行了比較，進(jìn)一步說明了這一不斷增長(zhǎng)的需求限制。

　　5 難以置信的處理器技術(shù)

　　隨視頻技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)而帶動(dòng)了一些先進(jìn)的處理器系列與架構(gòu)的出現(xiàn)，它們已可用于設(shè)置硒板和應(yīng)對(duì)下一代智能監(jiān)控和視頻設(shè)計(jì)。無論哪種情況，都將使用外部總線接口以及可能的高速外部DRAM。最先進(jìn)的處理器可處理幾十億字節(jié)的存儲(chǔ)器尋址問題，并支持DDR和SDR等多個(gè)同步高速存儲(chǔ)器接口。因此，設(shè)計(jì)人員在構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)需非常注意存儲(chǔ)器帶寬。

　　需求不同選擇的處理器也會(huì)不同，也就出現(xiàn)了這兩個(gè)重要應(yīng)用。設(shè)計(jì)中央集線器和/或聚合器需要超高端、甚至是多核處理器，具有DVR功能，以及非常深的易失性和非易失性存儲(chǔ)器池。但是，真實(shí)的攝像機(jī)還有一些內(nèi)在限制，包括較低的功耗、擴(kuò)展級(jí)溫度范圍以及較小的尺寸。

　　STMicroelectronicsSTM32F051K4U6TR Cortex M0處理器采用32位ARM架構(gòu)，以48MHz的速度運(yùn)行單周期指令，其擁有的數(shù)據(jù)路徑和總線寬度能在一次傳輸中采樣整個(gè)畫面元素。該架構(gòu)采用5mm x 5mm封裝，能在–40至+85°C的范圍內(nèi)以低至1.8V的電壓運(yùn)行。

　　這個(gè)處理器具有硬件直接存儲(chǔ)器訪問(DMA)接口，能處理5個(gè)用于存儲(chǔ)器間和存儲(chǔ)器與外設(shè)間傳輸?shù)耐ǖ?，此?nèi)置HDMI控制器接口能占用最少的存儲(chǔ)空間以最低的速度運(yùn)行。它還具有一個(gè)獨(dú)立于處理器主時(shí)鐘的視頻專用時(shí)鐘域。

　　在處理器與當(dāng)代高速、存儲(chǔ)器密集型器件(如ISSI DDR3 IS43TR16256AL-15HBLI)連接時(shí)，能提供一個(gè)4Gb (256 Meg x 16 bit) 1,333 MHz的存儲(chǔ)器帶寬解決方案。但請(qǐng)注意，這并不是一個(gè)專門用于訪問和操作存儲(chǔ)器的處理器，還集成了通信控制器功能。

　　6 傳輸與鏈接

　　通信要求可能是下一代監(jiān)控系統(tǒng)所面臨的主要設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。龐大的數(shù)據(jù)量與存儲(chǔ)器需求一樣，要求傳輸速度以指數(shù)形式迅速增長(zhǎng)。另外還需要考慮距離問題。即使常見的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)100 Mbit/sec的以太網(wǎng)通信在通過CAT電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)也存在一些限制。

　　這也意味著在進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)無法使用短距離數(shù)據(jù)(如DVI和HDMI)，當(dāng)然很多現(xiàn)代多媒體互連標(biāo)準(zhǔn)(如S/PDIF和Toslink)也是如此。S/PDIF為數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，可通過一些標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器和接收芯片進(jìn)行擴(kuò)展，但會(huì)增加所需數(shù)據(jù)帶寬，進(jìn)而需要更復(fù)雜、昂貴的驅(qū)動(dòng)器技術(shù)。

　　現(xiàn)在數(shù)十億分辨率的攝像機(jī)已被廣為使用。但出于當(dāng)今社會(huì)的安全性和責(zé)任心考慮，人們開始期盼著能有越來越高的分辨率來檢視其日常生活。雖然光纖鏈路能支持較高的帶寬，但銅纜的部署成本通常較低。因此，正在針對(duì)下一代遠(yuǎn)程安全系統(tǒng)開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化基于銅纜的鏈路技術(shù)。

　　CoaXPress標(biāo)準(zhǔn)是一種滿足帶寬限制挑戰(zhàn)的新興技術(shù)。CoaXPress是用于高速(6.25 Gbits/sec)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信鏈路的同軸電纜標(biāo)準(zhǔn)，支持130米的傳輸距離。多個(gè)通道可支持的最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)25 Gbits/sec。

　　Microchip EQCO62X20 (EQCO62R20.3=接收器, EQCO62T20.3 = 發(fā)送器)等芯片組可以借助一根同軸電纜形成一個(gè)雙向全雙工通信通道。使用外部電感時(shí)，還可在同一電纜上輸送電源。因其為4mm間距的QFN小型封裝，故還有低功耗(1.2V時(shí)<70 mW)要求。