在許多技術(shù)中，標(biāo)準(zhǔn)化是通向無障礙世界的技術(shù)門戶。標(biāo)準(zhǔn)簡化了技術(shù)的采用和集成；它們降低了用戶的學(xué)習(xí)成本以及供應(yīng)商的開發(fā)成本。對(duì)于機(jī)器視覺作為一項(xiàng)相對(duì)年輕的技術(shù)而言，過去 15 年的全球聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)化工作是采用的關(guān)鍵。自 2009 年以來，國際機(jī)器視覺協(xié)會(huì)一直在所謂的 G3 倡議的框架下開展工作，以推進(jìn)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化舉措，并在機(jī)器視覺領(lǐng)域以及與相鄰垂直行業(yè)的合作中探索新的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域。歐洲機(jī)器視覺協(xié)會(huì)（EMVA） 是G3的五個(gè)合作伙伴之一。

標(biāo)準(zhǔn)化不能被視為理所當(dāng)然

了解標(biāo)準(zhǔn)化如何產(chǎn)生的機(jī)制很重要。協(xié)會(huì)作為標(biāo)準(zhǔn)的主辦組織，主要提供框架。實(shí)際工作在標(biāo)準(zhǔn)工作組內(nèi)完成，其成員通常由對(duì)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)感興趣的公司提供支持，例如將其集成到他們的產(chǎn)品中。結(jié)果，原本會(huì)在市場(chǎng)上競爭的公司在工作組內(nèi)合作制定標(biāo)準(zhǔn)。工作組的其他成員代表科學(xué)和研究界。各工作組基本開放合作。因此，對(duì)于 G3 的努力，任何想做出貢獻(xiàn)的人都被邀請(qǐng)聯(lián)系相關(guān)工作組或作為主辦協(xié)會(huì)之一的 EMVA。

用于圖像處理的 EMVA 1288 和 GenICam

EMVA 目前擁有四種機(jī)器視覺標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)是EMVA 1288，它已成為用于描述和比較相機(jī)圖像質(zhì)量的全球公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。為特定的圖像處理應(yīng)用選擇合適的相機(jī)通常被證明是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。制造商提供的數(shù)據(jù)表可能很難甚至不可能進(jìn)行比較。此外，重要信息并不總是可用，用戶除了進(jìn)行昂貴的比較測(cè)試外別無選擇。這就是 EMVA 1288 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮作用的地方。它定義了一種統(tǒng)一的方法來測(cè)量、計(jì)算和呈現(xiàn)相機(jī)和圖像傳感器的規(guī)格參數(shù)，從而為比較它們創(chuàng)造透明度。

對(duì)機(jī)器視覺行業(yè)同樣重要的是相機(jī)通用接口，更廣為人知的是GenICam. 當(dāng)今的數(shù)碼相機(jī)具有多種功能。結(jié)果，相機(jī)編程接口的復(fù)雜性不斷增加。在這種情況下，GenICam 標(biāo)準(zhǔn)已成為機(jī)器視覺中相機(jī)和設(shè)備即插即用操作的全球支柱，與所有其他已建立的機(jī)器視覺硬件接口標(biāo)準(zhǔn)（如 CameraLink、CameraLink HS、CoaXPress、GigE Vision 和USB3 Vision — 建立在其發(fā)現(xiàn)、控制和流服務(wù)之上。GenICam 為所有類型的設(shè)備和應(yīng)用程序提供通用編程接口。無論使用何種接口技術(shù)或?qū)崿F(xiàn)何種功能，應(yīng)用程序編程接口 （API） 始終是相同的。

這兩個(gè) EMVA 托管標(biāo)準(zhǔn)已在國際上得到采用，因?yàn)樗鼈兇_保機(jī)器視覺相機(jī)或軟件的購買者使用根據(jù) EMVA 1288 標(biāo)準(zhǔn)選擇的類似組件獲得他們選擇的圖像質(zhì)量，并且應(yīng)用程序的圖像捕獲很容易并通過 GenICam 可靠地工作。

新的標(biāo)準(zhǔn)化舉措與合作

所有參與的協(xié)會(huì)都在 G3 中審查新的標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目的必要性。G3 認(rèn)可的最新 EMVA 舉措之一是建立在現(xiàn)有 EMVA 1288 和 GenICam 指南的基礎(chǔ)上，并嘗試控制相機(jī)周圍的光學(xué)/快門/機(jī)械裝置的相互作用，以便在實(shí)踐中也可以設(shè)置和控制所有鏡頭條件。因此，EMVA 標(biāo)準(zhǔn)組開放式光學(xué)相機(jī)接口（OOCI） 旨在為鏡頭控制創(chuàng)建一個(gè)與 GenICam 密切相關(guān)的通用標(biāo)準(zhǔn)，即使光學(xué)元件具有不同的機(jī)械和電氣連接，例如 RS-232/I 2 C/SPI 。

嵌入式視覺接口標(biāo)準(zhǔn)或emVision是另一個(gè) EMVA 標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃。處理板與小型相機(jī)的組合使得設(shè)計(jì)非常緊湊的視覺系統(tǒng)成為可能。這些嵌入式視覺系統(tǒng)對(duì)機(jī)器視覺行業(yè)和許多其他行業(yè)都非常感興趣。大多數(shù)嵌入式視覺應(yīng)用程序在 Linux 上運(yùn)行，帶有 MIPI 相機(jī)和 API，如 V4L2、GStreamer，以及 libCamera 等進(jìn)一步開發(fā)。

然而，這些用戶界面并沒有提供足夠的支持來全面解決機(jī)器視覺環(huán)境中的問題。例如，即使在 V4L2 中提供了自定義擴(kuò)展，從用戶的角度來看，這些也會(huì)導(dǎo)致跨制造商作為實(shí)現(xiàn)的解決方案不兼容。

由于相機(jī)硬件接口、相機(jī) API 和可能的擴(kuò)展的多樣性，必須為連接到片上系統(tǒng)的每個(gè)相機(jī)模塊編寫一個(gè)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)程序。這種努力被添加到提供的 MIPI 模塊的數(shù)量上，并乘以市場(chǎng)上 SoC 供應(yīng)商的數(shù)量——這是幾乎無法理解的編程資源支出！

這些編程成本的主要部分可以通過共同開發(fā)通用用戶界面來避免，這將降低嵌入式領(lǐng)域制造商和客戶的開發(fā)成本。emVision 的努力旨在滿足這些需求。

為響應(yīng)行業(yè)要求，EMVA 和 The Khronos Group 于 2021 年 2 月強(qiáng)行聯(lián)合成立了嵌入式相機(jī) API 探索小組，免費(fèi)向所有人開放，探索行業(yè)對(duì)創(chuàng)建用于控制嵌入式攝像頭和傳感器的開放 API 標(biāo)準(zhǔn)的興趣。所有參與者——目前有 60 家公司，有 145 名代表——能夠討論新的互操作性標(biāo)準(zhǔn)的用例和要求，以使用視覺和傳感器處理及相關(guān)加速來加速市場(chǎng)增長并降低嵌入式市場(chǎng)的開發(fā)成本。所有從事視覺和傳感器處理工作的傳感器和相機(jī)制造商、芯片供應(yīng)商和軟件開發(fā)商都可以參與這項(xiàng)計(jì)劃。如果探索小組達(dá)成重要共識(shí)，那么 EMVA 和 Khronos 將共同努力，在適當(dāng)?shù)慕M織中啟動(dòng)擬議的標(biāo)準(zhǔn)化舉措。

標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)該使每個(gè)人受益

emVision 標(biāo)準(zhǔn)和 Embedded Camera API Exploratory Group 特別說明了行業(yè)對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的需求是如何形成并在共同努力下進(jìn)一步發(fā)展的。顯然，標(biāo)準(zhǔn)化仍將是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程。因此，機(jī)器視覺標(biāo)準(zhǔn)的所有工作組都愿意與其他公司合作。通過將員工派往工作組，公司可以將自己的偏好和想法貢獻(xiàn)給行業(yè)共同挑戰(zhàn)的共同規(guī)范——稱為標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的機(jī)會(huì)。

對(duì)于作為主辦協(xié)會(huì)的 EMVA 而言，與其他 G3 合作伙伴一起，任務(wù)是應(yīng)對(duì)可能的市場(chǎng)止贖，以繼續(xù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化所固有的開放和公平市場(chǎng)的理念。但是，這并不排除為使用既定標(biāo)準(zhǔn)而建立特許權(quán)使用費(fèi)或許可模式。

審核編輯：郭婷