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作者：安富利公司 隨著人工智能（AI）應用的高速發展，視覺AI成了各家技術公司逐鹿的主戰場。基于機器學習，網絡邊緣的視覺AI設備可以根據AI推理，完成物體探測、人臉識別、圖像分析等多種智能視覺任務，為用戶帶來全新的體驗。 不過如果置身視覺AI這個“戰場”，企業你就會深切地體會到，這是一場艱難的“戰斗”。主要的挑戰來自于以下幾個方面： • 在邊緣設備中完成AI推理，既需要充足的算力，同時還要滿足成本、體積、功耗、安全等諸多約束條件，產品和方案的設計難度不小。 • 視覺AI市場總量雖然不小，但是“碎片化”現象嚴重，據不完全統計，目前市場上有70多種相關視覺用例，但是無法用統一的方案去應對。 • 快速演進的AI 技術也是一個煩惱，不斷變化的算法、傳感器技術和視覺處理流程，使得開發者不得不亦步亦趨，對自己的設計進行不斷地優化。 因此想要在這樣的競爭中勝出，企業你不僅要有敢打敢拼的勇氣，還需要具有更高的“智慧”，能夠找到更為高效的技術路徑，確立自身的技術優勢，與別人拉開差距。 自適應計算平臺 邊緣設備中的視覺AI應用一般包括AI推理以及非AI的預處理和后處理功能，而所有這些功能都需要相應的高性能算力做支持。如果能夠針對特定的視覺AI應用專門設計一顆芯片，單從性能上考慮，當然是最佳的加速方案。但這樣的固定芯片方案，其局限性也十分明顯：首先，專用芯片的研發成本及所需的時間成本會非常高；而這與視覺AI應用的碎片化市場和快速迭代的技術之間，顯然是一對難以調和的矛盾。 為了解決這一難題，在硬件方面，采用整合了可編程邏輯（PL）和Arm嵌入式處理系統（PS）的FPGA SoC是不錯的選擇，如賽靈思的Zynq UltraScale+ MPSoC。這樣，方便開發者使用一顆器件即可滿足視覺AI處理全流程的計算任務；利用PL子系統，開發者可以根據特定的用例，并基于最新的AI算法和處理流程，去實現最優的深度學習處理單元、視頻處理和可擴展的傳感器融合，在高性能和靈活性之間找到一個最佳的平衡。 
圖1：Zynq UltraScale+ MPSoC系統框圖 除了硬件，一套與之配套的軟件集也是必不可少的，賽靈思就為開發者提供了完整的工具鏈（如圖2），無論你是那一個層級的開發者，都有與相應設計路徑配套的軟件工具可供使用。
圖2：賽靈思的軟件開發工具 這些軟件與硬件結合起來，就形成了一個獨特的“自適應計算平臺”，對于兼具靈活性和高效性的系統來講，采用基于FPGA SoC的自適應計算平臺進行開發，無疑是一個明智的選擇。 4K智能相機開發平臺 選定了自適應計算平臺這樣的基礎開發架構之后，并非萬事大吉，接下來開發者還將面臨著具體的方案和產品開發上的挑戰。 一般來講，視覺AI應用開發的流程是這樣的：先選定芯片，搭建一個原型，初步驗證該芯片是否能夠與所需的AI模型兼容；然后是PCB的設計和系統集成，并在這個更接近實際商用的系統平臺上進行軟硬件方面的調優加速；最終測試定型后投入量產。 但是實際開發中，視覺AI應用是多樣化和多層次的，如果每次應用開發都要從芯片級的設計開始，再經過復雜的系統整合過程，這需要一個漫長的研發周期，且需要一個完整的硬件、軟件、PCB開發開發團隊的參與，這無形中就抬高了研發的門檻。 是否能夠讓視覺AI應用的開發，跳過前期的芯片級開發和PCB設計，從一個更高層級的、比較完整的產品化平臺起步，甚至是直接將這個開發平臺作為成熟的產品來使用，簡化整個開發流程？安富利的4K智能相機開發平臺，就可以滿足你的要求。 智能相機開發平臺的特性包括： • 具備1300萬像素圖像傳感器以及高性能圖像信號處理芯片 • 賽靈思 MPSOC強大算力能夠支持大規模神經網絡算法的部署 • Vitis AI開發工具套件提供成熟且豐富的AI模型庫 • 內嵌于MPSOC的VCU硬核支持超低延時的AVC/HEVC編解碼 • 完全對用戶開放基于該平臺的低延時人臉檢測參考工程源碼 • 產品化硬件結構能夠更快地將用戶的設計轉化為最終產品
圖3：智能相機開發平臺 我們可以看到，這款智能相機開發平臺是基于賽靈思完整的軟硬件自適應計算平臺，有完善的設計生態資源的支撐，有利于加速實現最終應用的開發……以往讓人望而卻步的應用開發，也就因此變得觸手可及了。 在使用過程中，開發者你既可以將它作為一款成熟的智能相機直接應用在系統方案中，也可以利用其強大的性能和靈活的可擴展性，作為一個“AI-box”開發平臺來使用，探索更多視覺AI應用的可能性。
圖4：基于智能相機開發平臺的人臉檢測攝像機方案 專業的技術服務 有了自適應軟硬件平臺加持，選定了智能相機開發平臺這樣的開發利器，如果開發者還希望視覺AI應用開發更“省事”，那么，安富利還有妙招！ 作為賽靈思的全球技術分銷伙伴，以及在視覺AI領域深耕多年的“實力派”，安富利可以為客戶提供全方位的應用開發技術支持，服務的內容包括（且不限于）：提供基于智能相機開發平臺的詳細的Vitis AI應用案例；支持AI神經網絡模型在客戶板卡上的移植；支持智能相機的生產和硬件定制化需求；支持基于賽靈思新產品Kria核心板的定制化智能相機開發……有了這樣的技術后盾，客戶盡可以將更多的精力放在自己的技術專長或對市場需求的挖掘上。 總之，“讓視覺AI應用開發化繁為簡”，這個目標的實現，需要高效的平臺、順手的工具，以及專業化的服務，掌握了其中的訣竅，再難的設計問題也能找到快捷的解決方案。 |
