在嵌入式視覺系統(tǒng)中，攝像頭作為圖像采集終端，其與OpenCV庫(kù)的接口適配是實(shí)現(xiàn)視覺任務(wù)的前提。嵌入式設(shè)備接口類型多樣、硬件資源受限，且攝像頭型號(hào)（如OV7725、OV2640、IMX219）與傳輸協(xié)議差異較大，適配過程需解決“硬件接口通信、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、時(shí)序同步、OpenCV接口兼容”四大核心問題。本文系統(tǒng)梳理嵌入式設(shè)備中常見的攝像頭接口類型，拆解適配全流程，結(jié)合主流嵌入式平臺(tái)實(shí)戰(zhàn)案例，提供可落地的適配方法與優(yōu)化思路。

一、嵌入式攝像頭主流接口類型及特性

嵌入式設(shè)備與攝像頭的接口適配，首要前提是明確接口類型與通信協(xié)議。主流接口按傳輸方式可分為并行接口與串行接口兩大類，不同接口的通信機(jī)制、速率及適配場(chǎng)景差異顯著，需結(jié)合OpenCV的圖像讀取需求選擇適配方案。

（一）并行接口：DCMI接口

DCMI（Digital Camera Interface）是STM32中高端系列（F4、F7、H7）集成的專用并行圖像接口，支持8/10/12位像素?cái)?shù)據(jù)傳輸，最高速率可達(dá)54MB/s，適用于中高分辨率攝像頭（如OV2640、IMX219）。DCMI接口通過Pclk（像素時(shí)鐘）、Hsync（行同步）、Vsync（場(chǎng)同步）信號(hào)實(shí)現(xiàn)時(shí)序同步，數(shù)據(jù)線（D0-D7）傳輸像素?cái)?shù)據(jù)，可搭配DMA控制器實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)高速搬運(yùn)，減輕CPU負(fù)擔(dān)，契合OpenCV實(shí)時(shí)圖像處理的需求。其核心優(yōu)勢(shì)是傳輸穩(wěn)定、延遲低，缺點(diǎn)是引腳數(shù)量多（需10+引腳），對(duì)PCB布局要求較高。

（二）串行接口：SPI/I2C與MIPI CSI-2

SPI與I2C接口常作為攝像頭的控制接口，而非主流數(shù)據(jù)傳輸接口。I2C（如SCCB協(xié)議，基于I2C衍生）主要用于配置攝像頭參數(shù)（分辨率、像素格式、曝光時(shí)間等），傳輸速率較低（最高400Kbps），無(wú)法滿足圖像數(shù)據(jù)的高速傳輸；SPI接口速率較高（可達(dá)數(shù)十Mbps），部分低端攝像頭（如OV7725）可通過SPI傳輸QVGA分辨率圖像，但傳輸帶寬有限，僅適用于低分辨率、低幀率場(chǎng)景。

MIPI CSI-2是消費(fèi)電子與高端嵌入式設(shè)備的主流串行圖像接口，由MIPI聯(lián)盟制定，支持多l(xiāng)ane傳輸（1-4 lane），單lane速率可達(dá)10Gbps，適用于4K、8K高分辨率攝像頭（如IMX477）。其采用差分信號(hào)傳輸，抗干擾能力強(qiáng)、引腳數(shù)量少，契合嵌入式設(shè)備小型化需求。但MIPI CSI-2協(xié)議復(fù)雜，需專用控制器支持（如STM32H7、NVIDIA Jetson系列），且OpenCV對(duì)其原生支持較弱，需額外驅(qū)動(dòng)適配。

（三）USB接口

USB攝像頭（UVC協(xié)議）通過USB 2.0/3.0接口與嵌入式設(shè)備連接，支持即插即用，適配性強(qiáng)，是外接攝像頭的首選方案。UVC協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化程度高，主流嵌入式系統(tǒng)（Linux、Android）均提供驅(qū)動(dòng)支持，OpenCV可通過VideoCapture接口直接調(diào)用。其優(yōu)勢(shì)是開發(fā)難度低、兼容性廣，缺點(diǎn)是傳輸延遲略高，且依賴USB總線帶寬，在多設(shè)備并發(fā)場(chǎng)景下可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟幀。