全球标准化努力促进机器视觉的采用

在许多技术中，标准化是通向无障碍世界的技术门户。标准简化了技术的采用和集成；它们降低了用户的学习成本以及供应商的开发成本。对于机器视觉作为一项相对年轻的技术而言，过去 15 年的全球联合标准化工作是采用的关键。自 2009 年以来，国际机器视觉协会一直在所谓的 G3 倡议的框架下开展工作，以推进现有的标准化举措，并在机器视觉领域以及与相邻垂直行业的合作中探索新的标准化领域。欧洲机器视觉协会（EMVA） 是G3的五个合作伙伴之一。

标准化不能被视为理所当然

了解标准化如何产生的机制很重要。协会作为标准的主办组织，主要提供框架。实际工作在标准工作组内完成，其成员通常由对相应标准的开发感兴趣的公司提供支持，例如将其集成到他们的产品中。结果，原本会在市场上竞争的公司在工作组内合作制定标准。工作组的其他成员代表科学和研究界。各工作组基本开放合作。因此，对于 G3 的努力，任何想做出贡献的人都被邀请联系相关工作组或作为主办协会之一的 EMVA。

用于图像处理的 EMVA 1288 和 GenICam

EMVA 目前拥有四种机器视觉标准。一个是EMVA 1288，它已成为用于描述和比较相机图像质量的全球公认标准。为特定的图像处理应用选择合适的相机通常被证明是一项具有挑战性的任务。制造商提供的数据表可能很难甚至不可能进行比较。此外，重要信息并不总是可用，用户除了进行昂贵的比较测试外别无选择。这就是 EMVA 1288 标准发挥作用的地方。它定义了一种统一的方法来测量、计算和呈现相机和图像传感器的规格参数，从而为比较它们创造透明度。

对机器视觉行业同样重要的是相机通用接口，更广为人知的是GenICam. 当今的数码相机具有多种功能。结果，相机编程接口的复杂性不断增加。在这种情况下，GenICam 标准已成为机器视觉中相机和设备即插即用操作的全球支柱，与所有其他已建立的机器视觉硬件接口标准（如 CameraLink、CameraLink HS、CoaXPress、GigE Vision 和USB3 Vision — 建立在其发现、控制和流服务之上。GenICam 为所有类型的设备和应用程序提供通用编程接口。无论使用何种接口技术或实现何种功能，应用程序编程接口 （API） 始终是相同的。

这两个 EMVA 托管标准已在国际上得到采用，因为它们确保机器视觉相机或软件的购买者使用根据 EMVA 1288 标准选择的类似组件获得他们选择的图像质量，并且应用程序的图像捕获很容易并通过 GenICam 可靠地工作。

新的标准化举措与合作

所有参与的协会都在 G3 中审查新的标准化项目的必要性。G3 认可的最新 EMVA 举措之一是建立在现有 EMVA 1288 和 GenICam 指南的基础上，并尝试控制相机周围的光学/快门/机械装置的相互作用，以便在实践中也可以设置和控制所有镜头条件。因此，EMVA 标准组开放式光学相机接口（OOCI） 旨在为镜头控制创建一个与 GenICam 密切相关的通用标准，即使光学元件具有不同的机械和电气连接，例如 RS-232/I 2 C/SPI 。

嵌入式视觉接口标准或emVision是另一个 EMVA 标准化计划。处理板与小型相机的组合使得设计非常紧凑的视觉系统成为可能。这些嵌入式视觉系统对机器视觉行业和许多其他行业都非常感兴趣。大多数嵌入式视觉应用程序在 Linux 上运行，带有 MIPI 相机和 API，如 V4L2、GStreamer，以及 libCamera 等进一步开发。

然而，这些用户界面并没有提供足够的支持来全面解决机器视觉环境中的问题。例如，即使在 V4L2 中提供了自定义扩展，从用户的角度来看，这些也会导致跨制造商作为实现的解决方案不兼容。

由于相机硬件接口、相机 API 和可能的扩展的多样性，必须为连接到片上系统的每个相机模块编写一个单独的驱动程序。这种努力被添加到提供的 MIPI 模块的数量上，并乘以市场上 SoC 供应商的数量——这是几乎无法理解的编程资源支出！

这些编程成本的主要部分可以通过共同开发通用用户界面来避免，这将降低嵌入式领域制造商和客户的开发成本。emVision 的努力旨在满足这些需求。

为响应行业要求，EMVA 和 The Khronos Group 于 2021 年 2 月强行联合成立了嵌入式相机 API 探索小组，免费向所有人开放，探索行业对创建用于控制嵌入式摄像头和传感器的开放 API 标准的兴趣。所有参与者——目前有 60 家公司，有 145 名代表——能够讨论新的互操作性标准的用例和要求，以使用视觉和传感器处理及相关加速来加速市场增长并降低嵌入式市场的开发成本。所有从事视觉和传感器处理工作的传感器和相机制造商、芯片供应商和软件开发商都可以参与这项计划。如果探索小组达成重要共识，那么 EMVA 和 Khronos 将共同努力，在适当的组织中启动拟议的标准化举措。

标准化应该使每个人受益

emVision 标准和 Embedded Camera API Exploratory Group 特别说明了行业对新标准的需求是如何形成并在共同努力下进一步发展的。显然，标准化仍将是一个高度动态的过程。因此，机器视觉标准的所有工作组都愿意与其他公司合作。通过将员工派往工作组，公司可以将自己的偏好和想法贡献给行业共同挑战的共同规范——称为标准开发的机会。

对于作为主办协会的 EMVA 而言，与其他 G3 合作伙伴一起，任务是应对可能的市场止赎，以继续实现标准化所固有的开放和公平市场的理念。但是，这并不排除为使用既定标准而建立特许权使用费或许可模式。

审核编辑：郭婷