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作者：安森美半導體智能感知部全球市場(chǎng)及應用工程副總裁易繼輝（Sammy YI） 視覺(jué)市場(chǎng)不斷演進(jìn)、增長(cháng)且多樣化和智能化 圖像感知無(wú)疑支持著(zhù)汽車(chē)、工業(yè)和消費三個(gè)主要市場(chǎng)領(lǐng)域的大趨勢。CCD和CMOS是兩種主要成像技術(shù)，但沒(méi)有單一的技術(shù)可適用于所有應用，相較而言，CCD提供最佳的圖像均勻度、高線(xiàn)性動(dòng)態(tài)范圍、高光靈敏度和大光學(xué)格式，而CMOS具備靈活讀取、低功耗、高幀率、高集成度等優(yōu)勢�，F代圖像傳感器的創(chuàng )造者安森美半導體傳承40多年的成像經(jīng)驗，擁有豐富的成像專(zhuān)知、寬廣的傳感器陣容、2000多項成像專(zhuān)利、強大的供應鏈和卓越的品質(zhì)，以“創(chuàng )造超越人眼的新視覺(jué)”為使命，可根據應用需求匹配相應的技術(shù)，幫助使這三個(gè)領(lǐng)域的概念成為現實(shí)。 
對于安森美半導體來(lái)說(shuō)，把握市場(chǎng)趨勢并與客戶(hù)密切合作有助于推動(dòng)全新傳感器的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)導入，例如用于工業(yè)攝像機的X-Class平臺和用于汽車(chē)應用的Hayabusa™平臺。典型的市場(chǎng)需求包括在給定的光學(xué)節點(diǎn)上提供更高的分辨率，而無(wú)需犧牲圖像質(zhì)量。此外，隨著(zhù)電子技術(shù)數量的增長(cháng)，功率預算（尤其是包括汽車(chē)在內的便攜式電池供電產(chǎn)品）變得更加緊張，因此更高的能效也是一種常見(jiàn)的顯著(zhù)需求。在大多數市場(chǎng)中，實(shí)現更短設計周期的壓力也是個(gè)現實(shí)情況。這表明了易于擴展的圖像傳感器平臺對于幫助減少和簡(jiǎn)化設計階段，更快地將產(chǎn)品上市是至關(guān)重要的。 汽車(chē)領(lǐng)域 隨著(zhù)對安全、便利的駕駛輔助方案需求的增長(cháng)，具備成像功能的車(chē)載系統數量也在快速增加。這些先進(jìn)的功能可實(shí)現諸如自適應巡航控制和自動(dòng)緊急剎車(chē)等功能。除此之外，還有停車(chē)輔助功能，例如后視攝像機 （這在一些地區已成為強制性要求）、360度全景環(huán)視系統，以及取代車(chē)鏡的攝像機監控系統等新興領(lǐng)域。 隨著(zhù)先進(jìn)駕駛輔助系統（ADAS）的興起，促進(jìn)了攝像機及其他感知技術(shù)的發(fā)展。而更先進(jìn)的攝像機及其他感知技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用又推動(dòng)了ADAS和自動(dòng)駕駛的發(fā)展和實(shí)施。根據美國自動(dòng)駕駛標準和全自動(dòng)駕駛的實(shí)際情況，我們將在某一時(shí)間達到4級和5級的水平。這看來(lái)必會(huì )發(fā)生，只是時(shí)間表的問(wèn)題，亞洲、美國和歐洲基于需求、社會(huì )接受度、基礎設施等會(huì )有不同的時(shí)間表，但自動(dòng)駕駛涵蓋安全的國際標準還是個(gè)要解決的問(wèn)題。
汽車(chē)環(huán)境通常會(huì )為圖像傳感器帶來(lái)極具挑戰性的工作條件和參數。場(chǎng)景可以有非常寬泛的動(dòng)態(tài)范圍，攝像機視野中直接來(lái)自如太陽(yáng)的最亮部分與隧道內的黑暗區域之間形成極大反差。為了給ADAS算法及駕駛員呈現良好的場(chǎng)景視野，以一個(gè)高動(dòng)態(tài)范圍輸出捕獲場(chǎng)景中的細節至關(guān)重要。 我們需要結合多種技術(shù)以支持用于更高級別的ADAS和自動(dòng)駕駛的全面感知。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(shù)在檢測范圍、物體尺寸、檢測移動(dòng)物體的能力、以及在微光或有限的能見(jiàn)度下工作的能力等參數方面都具有獨特的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)結合這些技術(shù)，能夠安全有效地滿(mǎn)足應用的所有要求。安森美半導體已具有超越圖像感知的專(zhuān)知，在毫米波雷達、激光雷達和超聲波領(lǐng)域都具有相應的能力和產(chǎn)品，公司處于有利地位以結合這些不同感知技術(shù)及其各自的優(yōu)勢到集成方案中。 隨著(zhù)汽車(chē)制造商轉向車(chē)載脈寬調制（PWM）LED照明的最新趨勢，以及這一技術(shù)在電子交通標識和車(chē)輛信息通訊系統中的日益普及，圖像傳感器制造商面臨的挑戰可能會(huì )進(jìn)一步加劇。當使用傳統攝像機捕獲時(shí)，尤其是在明亮的環(huán)境中，這些脈沖光源會(huì )出現閃爍，可能會(huì )引發(fā)ADAS算法的問(wèn)題并會(huì )分散駕駛員的注意力。安森美半導體目前擁有先進(jìn)且可靠的消除LED閃爍（LFM）技術(shù)，能夠克服這一潛在的嚴重問(wèn)題。 遵守嚴格的安全標準是為車(chē)載平臺提供適用于攝像機/視覺(jué)應用的產(chǎn)品的先決條件。諸如AEC-Q100 2級、第4代ISO26262 ASIL-C（SEooC）等規格已經(jīng)很完善了。最近，支持針對L4、L5級自動(dòng)駕駛的網(wǎng)絡(luò )安全變得非常重要，它能為許多車(chē)輛系統（包括發(fā)送和/或接收數據的攝像機）提供篡改防護。安森美半導體的圖像傳感器符合這些標準，事實(shí)上，安森美半導體是全球首家提供含網(wǎng)絡(luò )安全以及功能安全圖像傳感器的公司。 方案要能用于由百度Apollo平臺、Mobileye、NVIDIA、英特爾和Qualcomm等領(lǐng)先品牌組成的不斷壯大的生態(tài)系統平臺也很重要。百度Apollo 自動(dòng)駕駛平臺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伙伴。 安森美半導體也身處機器視覺(jué)和人類(lèi)視覺(jué)融合（稱(chēng)為Clarity +）的前沿，其可擴展圖像傳感器平臺（該系列由AR0820、AR0220和AR0138組成）提供業(yè)界最高分辨率8.3 MP和用于高效開(kāi)發(fā)的通用架構，實(shí)現ADAS/自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的進(jìn)一步細分，具備領(lǐng)先業(yè)界的微光性能、達ASIL-C等級的功能性安全，高動(dòng)態(tài)范圍、一個(gè)業(yè)界首創(chuàng )的網(wǎng)絡(luò )安全選項，以及可縮小封裝尺寸的第二代晶圓堆疊技術(shù)。該平臺的各項產(chǎn)品目前正給許多技術(shù)合作伙伴的評估，包括Mobileye和NVIDIA，用于其自動(dòng)駕駛車(chē)輛的DRIVE AI計算平臺。 消費領(lǐng)域 消費市場(chǎng)也許是最具多樣性且擁有最多不同應用的市場(chǎng)。增長(cháng)驅動(dòng)力來(lái)自諸如高端安防攝像頭、掃描、無(wú)人機、虛擬和擴增實(shí)境等應用，當然也包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）這一大框架下的應用。
正如汽車(chē)行業(yè)一樣，生態(tài)系統的發(fā)展對于開(kāi)發(fā)和實(shí)施有效方案的速度和便利性至關(guān)重要。安森美半導體正與合作伙伴密切合作，為終端客戶(hù)提供全面的集成方案。 基于視覺(jué)傳感器的安防設備是消費市場(chǎng)向工業(yè)市場(chǎng)延伸的最大領(lǐng)域之一。在這一領(lǐng)域，中國仍然擁有最大的用戶(hù)群，其關(guān)鍵驅動(dòng)因素是安全城市概念的實(shí)施，以及商業(yè)建筑和家居應用。對傳感器的需求在于能夠在日間／夜間性能、高動(dòng)態(tài)范圍、幀率和分辨率等方面突破性能極限（所有這些都必須在緊湊的外形內實(shí)現）。不斷增長(cháng)的趨勢包括網(wǎng)絡(luò )安全的引入、人工智能(AI)及支持深度學(xué)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(shù)的CMOS圖像傳感器，有效地將高動(dòng)態(tài)范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(zhì)量，如AR0522基于背照式（BSI）像素技術(shù)平臺，近紅外波長(cháng)的靈敏度大概是現有的AR0521圖像傳感器的兩倍。而面向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(shí)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(chuàng )新獎。 工業(yè)領(lǐng)域 由于工業(yè)應用自動(dòng)化、日益增多的數量、以及更嚴苛的性能要求，這一市場(chǎng)的成像方案比以往更受關(guān)注。支持更高級別工廠(chǎng)自動(dòng)化和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的機器視覺(jué)、以及智能交通系統的加速部署等應用是目前產(chǎn)生需求的關(guān)鍵但不同的領(lǐng)域。與此同時(shí)，醫療和科學(xué)成像攝像機的高端應用表明圖像傳感器制造商必須滿(mǎn)足基于CMOS或CCD的方案。
安森美半導體的X-Class平臺提供可擴展的單一器件，適用于多種分辨率和像素，采用高帶寬、低功耗架構，為機器視覺(jué)、智能交通系統和廣播成像等應用提供高性能成像功能，并為新產(chǎn)品的設計提供快速且簡(jiǎn)化的路徑。X-Class系列產(chǎn)品中的兩款器件XGS 12000和XGS 8000均基于此平臺的首款像素架構，即3.2μm全局快門(mén)像素（小于早前的4.8μm和4.5μm像素），能夠以相同的光學(xué)格式提供更高的分辨率，同時(shí)提高整體成像性能。全局快門(mén)還支持捕獲移動(dòng)物體，而不產(chǎn)生運動(dòng)偽影（這是工業(yè)場(chǎng)景中的常見(jiàn)需求）。 在工業(yè)領(lǐng)域，與其它行業(yè)一樣，將傳感器性能與一般常用計算機接口的性能相匹配對于進(jìn)一步簡(jiǎn)化系統方案的設計和有效性非常重要。首兩款X-Class平臺器件突出了這一點(diǎn)，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(xué)格式提供4300萬(wàn)像素的分辨率。該器件采用4.5 um ITCCD像素，相較于先前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，提供大于60分貝的動(dòng)態(tài)范圍、高度拖尾抑制、電子快門(mén)、CCD級圖像均勻性，支持短時(shí)間（小于10微秒）和長(cháng)時(shí)間（大于1秒）曝光。這些技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)用于從早前的器件中提供簡(jiǎn)單的升級路徑，只需稍做電氣變更，且更容易集成到攝像機設計中。它們提供關(guān)鍵的生產(chǎn)線(xiàn)終端檢測任務(wù)所需的性能，如大尺寸超高清屏幕、高端監控和航拍。 安森美半導體寬廣的高分辨率CCD產(chǎn)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(chē)、消費和工業(yè)市場(chǎng)中圖像感知領(lǐng)域挑戰的關(guān)鍵是提供一系列規格和性能能夠準確匹配、并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(chē)、工業(yè)、航空、醫療領(lǐng)域的市占稱(chēng)冠全球，公司傳承40多年先進(jìn)的成像技術(shù)，提供寬廣的CMOS和CCD圖像傳感器陣容。未來(lái)，安森美半導體將持續注重中國，通過(guò)遍及全球的評估及應用技術(shù)支持，持續開(kāi)發(fā)針對市場(chǎng)趨勢和應用的新產(chǎn)品。此外，那些由安森美半導體推出的基于平臺的方案提供便利的可擴展性，大幅簡(jiǎn)化且加速設計路徑。 |
