Mar 28, 2009

Machine Vision

关于 computer vision 和 machine vision 这两个词,我以前一直认为是一样的,其实有很大差别。Wikipedia 总结的很好:
Machine vision (MV) is the application of computer vision to industry and manufacturing. Whereas computer vision is mainly focused on machine-based image processing, machine vision most often requires also digital input/output devices and computer networks to control other manufacturing equipment such as robotic arms. Machine Vision is a subfield of engineering that incorporates computer science, optics, mechanical engineering, and industrial automation.
计算机视觉关注的是图像处理的算法部分,而机器视觉则涵盖整个系统,包含算法、成像、机械工程和工业自动化。 具体可参见 Wikipedia,一般来说机器视觉系统包含光源,镜头,相机,线缆,采集卡,软件,同步的传感器(触发)等等。

协会:
Automated Imaging Association (AIA)
中国机械工程学会

Advanced Imaging Magazine,机器视觉产业的产值相比其他产业还不是很高,大概在几百亿。2005年是 $10.9 billions。现在大概要 double 一下吧,可能和 google 的 revenue 差不多。Cognex 公司07年 revenue 是 $226 million,但是它员工数也不多。所以行业还是不错的啊。



公司

国外:
DALSA:垂直整合,整条硬件战线都有产品的公司,加拿大的,被美国公司Teledyne收购了。
cognex 康耐视:visionpro
The imaging source 映美精(这个名字起得很淫荡): 每次展会都会发很大很大的袋子
NAVITAR
Linos (专门做镜头的)
MVTec: 德国公司,出品 Halcon

国内:
大恒图像 daheng-image (中科院背景,全称大恒集团北京图像视觉技术分公司)
凌云光视
微视图像 Microview

开发软件:
Halcon
VisionPro (康耐视)
CVB (Stemmer Imaging)
软件有个问题:开发环境和使用环境是一致的吗?PC-based 是指什么?
像 FPGA 和 DSP 应该可以 PC 开发,再 load 入硬件。但是如果是嵌入式系统的话,应该开发环境和使用环境是一致的。

接口标准 interface(connector 指 interface 的每一个触点,对应 cable 的每一条线) :
CameraLink
GigE Vision:基于千兆以太网卡标准,当然两者是不同的,Stemmer Imaging 是发展这个标准的一员。
IEEE 1394, 亦称 FireWire (FireWire S100, S200, S400, S800, S1600, S3200 对应 Mb/s)
USB (USB 3.0 5Gb/s)

Q. 作为对比,HDMI 接口带宽为 10.2 Gbit/s,为什么不用 HDMI 呢,我还搞不清楚。
A: 除了速度,传输距离是很重要的,GigE Vision能达到100米,Cameralink 10米(15米是极限了)

2. 另一个问题,需要这么高的速度吗?
1920x1080 是2百万像素(工业用这个像素也不算很高),8bit/pixel(这是最低的,还有 10/12...)
30 fps 下,RGB 全传,是 1.5 Gb/s
传 YUV 4:2:0 则 0.75Gb/s (工业上会传 YUV 吗?)
工业上 60 fps 也是常见的。所以绝对需要高速度。

相机:
线阵相机 (line array camera,line scan camera,这两个词一样吗?)
面阵相机 (plane array camera, area scan camera)
线扫描相机的一个特点是,拍出来的东西和物体的运动速度是有很大关系的,物体运动越慢,则越长。

采集卡的作用是什么?如果是用数字传感器,那么模拟转数字这个功能是不用的。可能有如下功能,最主要的是将视频数据从一种接口(如 camera link)送入 PC 的ram(以 PCI, PCI Express, GigE 接入PC),线扫描转整幅图像,多个输入融合成整幅图像.直接连接的相机一般接口是 FireWire, GigE Vision, USB 等,可以不用传统的板卡。
Frame grabbers generallylet users get images from cameras into the host memory of a computer, and this is done via an interface, which is basically hardware that interfaces with different cameras and provides a standard output that can be used for subsequent image processing.

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