簡析圖像感知的應用潛力
發布時間:2018-09-30 責任編輯:wenwei
【導讀】圖像感知無疑支持著汽車、工業和消費三個主要市場領域的大趨勢。CCD和CMOS是兩種主要成像技術,但沒有單一的技術可適用於所有應用,相較而言,CCD提供最佳的圖像均勻度、高線性動態範圍、高光靈敏度和大光學格式,而CMOS具備靈活讀取、低功耗、高幀率、高集成度等優勢。
現代圖像傳感器的創造者安森美半導體傳承40多年的成像經驗,擁有豐富的成像專知、寬廣的傳感器陣容、2000多項成像專利、強大的供應鏈和卓越的品質,以“創造超越人眼的新視覺”為使命,可根據應用需求匹配相應的技術,幫助使這三個領域的概念成為現實。

對於安森美半導體來說,把握市場趨勢並與客戶密切合作有助於推動全新傳感器的開發和市場導入,例如用於工業攝像機的X-Class平台和用於汽車應用的Hayabusa™平台。典型的市場需求包括在給定的光學節點上提供更高的分辨率,而無需犧牲圖像質量。此外,隨著電子技術數量的增長,功率預算(尤其是包括汽車在內的便攜式電池供電產品)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)緊(jin)張(zhang),因(yin)此(ci)更(geng)高(gao)的(de)能(neng)效(xiao)也(ye)是(shi)一(yi)種(zhong)常(chang)見(jian)的(de)顯(xian)著(zhu)需(xu)求(qiu)。在(zai)大(da)多(duo)數(shu)市(shi)場(chang)中(zhong),實(shi)現(xian)更(geng)短(duan)設(she)計(ji)周(zhou)期(qi)的(de)壓(ya)力(li)也(ye)是(shi)個(ge)現(xian)實(shi)情(qing)況(kuang)。這(zhe)表(biao)明(ming)了(le)易(yi)於(yu)擴(kuo)展(zhan)的(de)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)平(ping)台(tai)對(dui)於(yu)幫(bang)助(zhu)減(jian)少(shao)和(he)簡(jian)化(hua)設(she)計(ji)階(jie)段(duan),更(geng)快(kuai)地(di)將(jiang)產(chan)品(pin)上(shang)市(shi)是(shi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)。
汽車領域
隨著對安全、bianlidejiashifuzhufanganxuqiudezengchang,jubeichengxianggongnengdechezaixitongshuliangyezaikuaisuzengjia。zhexiexianjindegongnengkeshixianzhuruzishiyingxunhangkongzhihezidongjinjishachedenggongneng。chucizhiwai,haiyoutingchefuzhugongneng,liruhoushishexiangji (這在一些地區已成為強製性要求)、360度全景環視係統,以及取代車鏡的攝像機監控係統等新興領域。
隨著先進駕駛輔助係統(ADAS)的興起,促進了攝像機及其他感知技術的發展。而更先進的攝像機及其他感知技術的開發和應用又推動了ADAS和自動駕駛的發展和實施。根據美國自動駕駛標準和全自動駕駛的實際情況,我們將在某一時間達到4級和5級的水平。這看來必會發生,隻是時間表的問題,亞洲、美國和歐洲基於需求、社會接受度、基礎設施等會有不同的時間表,但自動駕駛涵蓋安全的國際標準還是個要解決的問題。

qichehuanjingtongchanghuiweituxiangchuanganqidailaijijutiaozhanxingdegongzuotiaojianhecanshu。changjingkeyiyoufeichangkuanfandedongtaifanwei,shexiangjishiyezhongzhijielaizirutaiyangdezuiliangbufenyusuidaoneideheianquyuzhijianxingchengjidafancha。weilegeiADAS算法及駕駛員呈現良好的場景視野,以一個高動態範圍輸出捕獲場景中的細節至關重要。
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我們需要結合多種技術以支持用於更高級別的ADAS和自動駕駛的全麵感知。除圖像傳感器外,還有毫米波雷達、激光雷達和超聲波。每種技術在檢測範圍、物體尺寸、檢測移動物體的能力、以yi及ji在zai微wei光guang或huo有you限xian的de能neng見jian度du下xia工gong作zuo的de能neng力li等deng參can數shu方fang麵mian都dou具ju有you獨du特te的de優you缺que點dian。通tong過guo結jie合he這zhe些xie技ji術shu,能neng夠gou安an全quan有you效xiao地di滿man足zu應ying用yong的de所suo有you要yao求qiu。安an森sen美mei半ban導dao體ti已yi具ju有you超chao越yue圖tu像xiang感gan知zhi的de專zhuan知zhi,在zai毫hao米mi波bo雷lei達da、激光雷達和超聲波領域都具有相應的能力和產品,公司處於有利地位以結合這些不同感知技術及其各自的優勢到集成方案中。
隨著汽車製造商轉向車載脈寬調製(PWM)LED照zhao明ming的de最zui新xin趨qu勢shi,以yi及ji這zhe一yi技ji術shu在zai電dian子zi交jiao通tong標biao識shi和he車che輛liang信xin息xi通tong訊xun係xi統tong中zhong的de日ri益yi普pu及ji,圖tu像xiang傳chuan感gan器qi製zhi造zao商shang麵mian臨lin的de挑tiao戰zhan可ke能neng會hui進jin一yi步bu加jia劇ju。當dang使shi用yong傳chuan統tong攝she像xiang機ji捕bu獲huo時shi,尤you其qi是shi在zai明ming亮liang的de環huan境jing中zhong,這zhe些xie脈mai衝chong光guang源yuan會hui出chu現xian閃shan爍shuo,可ke能neng會hui引yin發faADAS算法的問題並會分散駕駛員的注意力。安森美半導體目前擁有先進且可靠的消除LED閃爍(LFM)技術,能夠克服這一潛在的嚴重問題。
遵守嚴格的安全標準是為車載平台提供適用於攝像機/視覺應用的產品的先決條件。諸如AEC-Q100 2級、第4代ISO26262 ASIL-C(SEooC)等規格已經很完善了。最近,支持針對L4、L5級自動駕駛的網絡安全變得非常重要,它能為許多車輛係統(包括發送和/或接收數據的攝像機)提(ti)供(gong)篡(cuan)改(gai)防(fang)護(hu)。安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)符(fu)合(he)這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun),事(shi)實(shi)上(shang),安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)是(shi)全(quan)球(qiu)首(shou)家(jia)提(ti)供(gong)含(han)網(wang)絡(luo)安(an)全(quan)以(yi)及(ji)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)公(gong)司(si)。
方案要能用於由百度Apollo平台、Mobileye、NVIDIA、英特爾和Qualcomm等領先品牌組成的不斷壯大的生態係統平台也很重要。百度Apollo 自動駕駛平台采用安森美半導體圖像傳感器,NVIDIA也是安森美半導體的戰略圖像傳感器合作夥伴。
安森美半導體也身處機器視覺和人類視覺融合(稱為Clarity +)的前沿,其可擴展圖像傳感器平台(該係列由AR0820、AR0220和AR0138組成)提供業界最高分辨率8.3 MP和用於高效開發的通用架構,實現ADAS/自動駕駛領域的進一步細分,具備領先業界的微光性能、達ASIL-C等級的功能性安全,高動態範圍、一yi個ge業ye界jie首shou創chuang的de網wang絡luo安an全quan選xuan項xiang,以yi及ji可ke縮suo小xiao封feng裝zhuang尺chi寸cun的de第di二er代dai晶jing圓yuan堆dui疊die技ji術shu。該gai平ping台tai的de各ge項xiang產chan品pin目mu前qian正zheng給gei許xu多duo技ji術shu合he作zuo夥huo伴ban的de評ping估gu,包bao括kuoMobileye和NVIDIA,用於其自動駕駛車輛的DRIVE AI計算平台。
消費領域
消費市場也許是最具多樣性且擁有最多不同應用的市場。增長驅動力來自諸如高端安防攝像頭、掃描、無人機、虛擬和擴增實境等應用,當然也包括物聯網(IoT)這一大框架下的應用。

正zheng如ru汽qi車che行xing業ye一yi樣yang,生sheng態tai係xi統tong的de發fa展zhan對dui於yu開kai發fa和he實shi施shi有you效xiao方fang案an的de速su度du和he便bian利li性xing至zhi關guan重zhong要yao。安an森sen美mei半ban導dao體ti正zheng與yu合he作zuo夥huo伴ban密mi切qie合he作zuo,為wei終zhong端duan客ke戶hu提ti供gong全quan麵mian的de集ji成cheng方fang案an。
基(ji)於(yu)視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)安(an)防(fang)設(she)備(bei)是(shi)消(xiao)費(fei)市(shi)場(chang)向(xiang)工(gong)業(ye)市(shi)場(chang)延(yan)伸(shen)的(de)最(zui)大(da)領(ling)域(yu)之(zhi)一(yi)。在(zai)這(zhe)一(yi)領(ling)域(yu),中(zhong)國(guo)仍(reng)然(ran)擁(yong)有(you)最(zui)大(da)的(de)用(yong)戶(hu)群(qun),其(qi)關(guan)鍵(jian)驅(qu)動(dong)因(yin)素(su)是(shi)安(an)全(quan)城(cheng)市(shi)概(gai)念(nian)的(de)實(shi)施(shi),以(yi)及(ji)商(shang)業(ye)建(jian)築(zhu)和(he)家(jia)居(ju)應(ying)用(yong)。對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)需(xu)求(qiu)在(zai)於(yu)能(neng)夠(gou)在(zai)日(ri)間(jian)/夜間性能、高動態範圍、幀率和分辨率等方麵突破性能極限(所有這些都必須在緊湊的外形內實現)。不斷增長的趨勢包括網絡安全的引入、人工智能(AI)及支持深度學習和視頻內容分析的能力。安森美半導體首批采用近紅外+(NIR +)技術的CMOS圖像傳感器,有效地將高動態範圍與增強的微光性能相結合,提升高端安防及監控相機的圖像質量,如AR0522基於背照式(BSI)像素技術平台,近紅外波長的靈敏度大概是現有的AR0521圖像傳感器的兩倍。而麵向IoT、AR/VR和安防攝像機等應用的AR0430擁有120幀/秒的速率,能夠從單一圖像傳感器同時獲取彩色圖像和深度映射,以超低功耗提供卓越的像素性能,榮獲2018 CES 創新獎。
工業領域
由於工業應用自動化、日益增多的數量、以及更嚴苛的性能要求,這一市場的成像方案比以往更受關注。支持更高級別工廠自動化和工業物聯網(IIoT)的機器視覺、以yi及ji智zhi能neng交jiao通tong係xi統tong的de加jia速su部bu署shu等deng應ying用yong是shi目mu前qian產chan生sheng需xu求qiu的de關guan鍵jian但dan不bu同tong的de領ling域yu。與yu此ci同tong時shi,醫yi療liao和he科ke學xue成cheng像xiang攝she像xiang機ji的de高gao端duan應ying用yong表biao明ming圖tu像xiang傳chuan感gan器qi製zhi造zao商shang必bi須xu滿man足zu基ji於yuCMOS或CCD的方案。

安森美半導體的X-Class平台提供可擴展的單一器件,適用於多種分辨率和像素,采用高帶寬、低功耗架構,為機器視覺、智能交通係統和廣播成像等應用提供高性能成像功能,並為新產品的設計提供快速且簡化的路徑。X-Class係列產品中的兩款器件XGS 12000和XGS 8000均基於此平台的首款像素架構,即3.2μm全局快門像素(小於早前的4.8μm和4.5μm像素),能夠以相同的光學格式提供更高的分辨率,同時提高整體成像性能。全局快門還支持捕獲移動物體,而不產生運動偽影(這是工業場景中的常見需求)。
在zai工gong業ye領ling域yu,與yu其qi它ta行xing業ye一yi樣yang,將jiang傳chuan感gan器qi性xing能neng與yu一yi般ban常chang用yong計ji算suan機ji接jie口kou的de性xing能neng相xiang匹pi配pei對dui於yu進jin一yi步bu簡jian化hua係xi統tong方fang案an的de設she計ji和he有you效xiao性xing非fei常chang重zhong要yao。首shou兩liang款kuanX-Class平台器件突出了這一點,XGS 8000與高速視頻采集幀速率相匹配,XGS 12000高速版本能夠充分利用10GigE接口,XGS 12000低速版本與USB 3.0計算機接口的可用帶寬保持一致。

在頂級性能等級中,安森美半導體的Interline Transfer CCD (ITCCD) 器件KAI-43140以便利且熟悉的35mm光學格式提供4300萬像素的分辨率。該器件采用4.5 um ITCCD像素,相較於先前5.5 µm的設計,分辨率提高50%,支持高達4 fps的全分辨率幀速率,提供大於60分貝的動態範圍、高度拖尾抑製、電子快門、CCD級圖像均勻性,支持短時間(小於10微秒)和長時間(大於1秒)puguang。zhexiejishuyijingkaifayongyucongzaoqiandeqijianzhongtigongjiandandeshengjilujing,zhixushaozuodianqibiangeng,qiegengrongyijichengdaoshexiangjishejizhong。tamentigongguanjiandeshengchanxianzhongduanjiancerenwusuoxudexingneng,rudachicunchaogaoqingpingmu、高端監控和航拍。
安森美半導體寬廣的高分辨率CCD產品陣容提供多種分辨率、幀率(帶寬)和靈敏度(NIR和像素尺寸)選擇。

總結

應對汽車、消費和工業市場中圖像感知領域挑戰的關鍵是提供一係列規格和性能能夠準確匹配、並緊跟終端應用廣泛差異需求的器件。安森美半導體圖像傳感器在汽車、工業、航空、醫療領域的市占稱冠全球,公司傳承40多年先進的成像技術,提供寬廣的CMOS和CCD圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)陣(zhen)容(rong)。未(wei)來(lai),安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)將(jiang)持(chi)續(xu)注(zhu)重(zhong)中(zhong)國(guo),通(tong)過(guo)遍(bian)及(ji)全(quan)球(qiu)的(de)評(ping)估(gu)及(ji)應(ying)用(yong)技(ji)術(shu)支(zhi)持(chi),持(chi)續(xu)開(kai)發(fa)針(zhen)對(dui)市(shi)場(chang)趨(qu)勢(shi)和(he)應(ying)用(yong)的(de)新(xin)產(chan)品(pin)。此(ci)外(wai),那(na)些(xie)由(you)安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)推(tui)出(chu)的(de)基(ji)於(yu)平(ping)台(tai)的(de)方(fang)案(an)提(ti)供(gong)便(bian)利(li)的(de)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing),大(da)幅(fu)簡(jian)化(hua)且(qie)加(jia)速(su)設(she)計(ji)路(lu)徑(jing)。
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