近年來(lái)，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷演進(jìn)，智能家居應用逐漸融入人們的日常生活。市面上常見(jiàn)的智能家居設備，如智能可視門(mén)鈴、家用攝像頭(IPC)等，多為無(wú)線(xiàn)電池供電攝像頭(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“無(wú)線(xiàn)電池攝像頭”)，因體積小巧、無(wú)需布線(xiàn)、安裝靈活、支持WiFi聯(lián)網(wǎng)查看等特點(diǎn)，在消費端市場(chǎng)廣受追捧。據Yole最新預測，到2028年，該類(lèi)設備的出貨量將增長(cháng)至1.9億顆。與此同時(shí)，無(wú)線(xiàn)電池攝像頭在續航能力方面的局限性依然不可忽視：它們一般采用鋰電池或干電池供電，需定期充電或更換電池。因此，高性能、低功耗的攝像頭系統設計解決方案迫在眉睫。
無(wú)線(xiàn)電池攝像頭如何省電？ 為降低系統功耗，先進(jìn)的主流智能手機通常配備了“抬手亮屏”或“注視亮屏”的功能，通過(guò)手機內部傳感器檢測來(lái)激活手機從息屏到完全亮起，以降低手機功耗。那么，類(lèi)似這樣的低功耗設計是否可以用于無(wú)線(xiàn)電池攝像頭呢？ 事實(shí)上，常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)電池攝像頭也有省電模式，一般采用被動(dòng)紅外傳感器(PIR)作為系統喚醒的觸發(fā)器，適用于有人出現才需要錄像的情況。當有人進(jìn)入傳感器探測范圍，PIR產(chǎn)生高電平信號，觸發(fā)攝像頭系統從休眠或待機狀態(tài)啟動(dòng)，記錄可視范圍內的事件；當傳感器探測范圍內無(wú)人出現時(shí)，攝像頭系統則保持休眠或待機狀態(tài)。這樣的省電模式設計可大大節省系統功耗和存儲容量，進(jìn)而提升無(wú)線(xiàn)電池攝像頭的續航能力。 快速啟動(dòng)，為何成為無(wú)線(xiàn)電池攝像頭必備黑科技？ 傳統的低功耗無(wú)線(xiàn)電池攝像頭系統一般由圖像傳感器(CIS)、主控SoC芯片、PIR傳感器等部件組成。當攝像頭系統受事件觸發(fā)進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，其中的CIS首先接收由模擬光敏檢測到的環(huán)境亮度值，再依靠主控SoC芯片上的圖像信號處理器(ISP)來(lái)調整達到合適的圖像拍攝狀態(tài)。即便在穩定的普通光線(xiàn)環(huán)境下，CIS完全啟動(dòng)耗時(shí)會(huì )達到250ms以上(>0.25秒)。因此，在拍攝人員或動(dòng)物在可視范圍內快速移動(dòng)的事件時(shí)，攝像頭系統的長(cháng)響應延遲，會(huì )導致事件影像亮度畫(huà)質(zhì)剛達到合適狀態(tài)但目標已離開(kāi)的情況。 為解決這個(gè)問(wèn)題，技術(shù)先進(jìn)的CMOS圖像傳感器供應商思特威(SmartSens)已推出面向智能物聯(lián)網(wǎng)應用的低功耗快速啟動(dòng)解決方案——SmartAEC技術(shù)。該項技術(shù)兼顧極速喚醒和極低功耗兩大性能優(yōu)勢，通過(guò)內置AEC(自動(dòng)曝光控制)/AGC(自動(dòng)增益控制)/AWB(自動(dòng)白平衡)等功能，來(lái)實(shí)現CIS的毫秒級喚醒。
01 極速喚醒 在超高啟動(dòng)幀率加持下，搭載思特威SmartAEC技術(shù)的CIS(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“SmartAEC快啟CIS”)在普通光照環(huán)境下從休眠狀態(tài)到完成啟動(dòng)低至40ms以?xún)?<0.04秒)，在極暗或極亮的光照環(huán)境下完成啟動(dòng)則低至60ms以?xún)?<0.06秒)，與業(yè)內傳統CIS相比，啟動(dòng)耗時(shí)分別節省了約60%和67%以上，可為攝像頭系統帶來(lái)更加穩定精確的首幀畫(huà)面，及時(shí)捕捉到事件全程的清晰影像。
02 極低功耗 得益于內置AEC等功能的作用，SmartAEC快啟CIS不僅擁有更快的啟動(dòng)速度，也同時(shí)具備出色的低功耗性能。SmartAEC快啟CIS的工作功耗低至60mW以下；相較業(yè)內傳統CIS，完成單次CIS快啟可節省85%以上的功耗；其待機功耗低至10μW以下。SmartAEC快啟CIS搭配后端低功耗快啟主控SoC芯片，共同為攝像頭系統整體功耗減負，保證無(wú)線(xiàn)電池攝像頭設備具有更長(cháng)的續航能力。
03 成本優(yōu)勢 搭載SmartAEC快啟CIS的低功耗快啟攝像頭設計方案在成本方面實(shí)現了有效控制： 相較業(yè)內傳統低功耗快啟CIS，SmartAEC快啟CIS在芯片尺寸及成本方面優(yōu)勢顯著(zhù)。 該低功耗攝像頭設計方案減去了模擬光敏電阻，為整個(gè)系統節省了相應成本和功耗。 需與SmartAEC快啟CIS搭配使用的低功耗快啟主控SoC芯片，與業(yè)內傳統快啟主控SoC芯片相比，成本優(yōu)勢更勝一籌。 值得一提的是，為滿(mǎn)足低功耗攝像頭24小時(shí)全天持續錄像的需求，思特威聯(lián)合主控SoC芯片廠(chǎng)合作開(kāi)發(fā)了搭載第二代SmartAEC快啟CIS的低功耗快啟方案，可支持全時(shí)錄像(AOV)功能，在無(wú)事件觸發(fā)時(shí)以每秒1幀的超低幀率進(jìn)行超低功耗錄制，遇事件觸發(fā)后極速喚醒進(jìn)行正常錄制，從而實(shí)現7*24小時(shí)全天候錄像，不僅適用于智能門(mén)鈴/鎖、行車(chē)記錄儀、打獵相機等電池供電攝像頭設備，也能解決太陽(yáng)能4G監控等無(wú)電無(wú)網(wǎng)設備因天氣原因儲電不足需節電工作的難題。
作為致力于高端智能成像技術(shù)創(chuàng )研的企業(yè)，思特威見(jiàn)證并參與了物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速崛起。憑借在智能安防等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢和對市場(chǎng)需求的持續關(guān)注，思特威自2020年起相繼推出物聯(lián)網(wǎng)系列(IoT Series)圖像傳感器，集SmartAEC快啟功能、低功耗、內置HDR、高靈敏度、高信噪比等性能優(yōu)勢于一身，以?xún)?yōu)異的成像表現，獲得市場(chǎng)客戶(hù)的信賴(lài)與積極評價(jià)。
截至目前，思特威3MP至4MP分辨率IoT系列圖像傳感器均已量產(chǎn)，5MP分辨率IoT系列圖像傳感器新品已正式發(fā)布。伴隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代離我們更近了一步。未來(lái)，思特威將陸續推出更多高性能IoT應用系列產(chǎn)品，助力物聯(lián)網(wǎng)應用終端的性能升級，為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入技術(shù)新動(dòng)力。 |
