工業(yè)自動化與人工智能息息相關，也與機器視覺息息相關。機器視覺技術可說是人工智能的分支技術，是全球智能化的“慧”眼圖像傳感器，影響著很多應用的發(fā)展與增展，包括工業(yè)自動化、機器人、安防/監(jiān)控、智能交通系統(tǒng)(ITS)、智能家居/樓宇、智能零售、虛擬實境(VR)/增強實境(AR)等等。全球圖像傳感器領袖安森美半導體傳承40多年的成像經驗，擁有2000多項成像專利，提供寬廣的智能感知陣容，包括電子卷簾快門前照式(FSI)/背照式(BSI) CMOS傳感器、全局快門CMOS傳感器、CCD傳感器及圖像信號處理器，光學格式從1/13英寸到35 mm，分辨率從100 K到5000萬像素，滿足不同的應用需求并推動創(chuàng)新。同時，安森美半導體也是全球領先的半導體供應商，提供電源控制模塊、邏輯單元、通信模塊、5G和無線網絡、工業(yè)局域網等領域配套的半導體芯片。
關鍵的成像技術
高動態(tài)范圍(HDR)、全局快門、近紅外增強(NIR+)、RGB-IR、功率可擴展性都是增強嵌入式系統(tǒng)和機器視覺系統(tǒng)性能的關鍵成像技術。動態(tài)范圍越高，越能呈現(xiàn)出高對比度、細節(jié)清晰的圖片。 全局快門則最大地消除運動偽影。關鍵的全局快門參數包括全局快門效率、讀出噪聲和靈敏度。安森美半導體的全局快門系列產品具備同類最佳的性能，促成廣泛的應用，如條碼掃描、3D深度映射等高要求的應用場景，除了消除運動偽影，還具備低噪聲、增強的深度范圍、快速捕獲等特性。NIR+技術可實現(xiàn)比標準硅工藝好3倍的靈敏度。采用RGB-IR能呈現(xiàn)更豐富、更逼真的圖片色彩。功率可擴展性對于電池供電的攝像機是個關鍵優(yōu)勢，能在不同幀率有不同功耗，和持續(xù)運行，實現(xiàn)低功耗的高能效設計，如在1 fps時的低功耗模式。此外，減少LED閃爍(LFM)技術在汽車應用中消除交通信號燈和汽車照明的高頻LED閃爍，有助于更安全地駕駛。
各種不同的機器視覺應用需求
在自動化領域，機器人需要高性價比的全局快門方案，裝配線需要高速全局快門，嵌入式/智能應用則注重深度學習和人工智能，平板檢測要求超高分辨率；對于智能交通系統(tǒng)(ITS)，微光性能和全局快門很重要；針對掃描應用，需要高性價比的全局快門；在運動分析領域，應選用超高速全局快門方案。
安森美半導體提供廣泛的視覺方案，采用上述關鍵的成像技術，解決各種嵌入式和機器視覺系統(tǒng)的不同需求和挑戰(zhàn)。
圖1：先進的產品陣容用于機器視覺和邊緣人工智能
4.5 μm ITCCD系列：高分辨率和真正的全局快門
CCD技術能夠滿足眾多工業(yè)成像應用對圖像均勻性的要求；同時市場要求持續(xù)的像素開發(fā)達至更高的分辨率。如安森美半導體的4.5 μm ITCCD傳感器 KAI-43140適用于要求嚴格的檢測和航拍等應用，采用35 mm光學格式，提供4300萬像素，與KAI-29050 / KAI-29052使用相同的封裝以簡化升級。而最新推出的KAI-50140是當前市場上分辨率最高的ITCCD圖像傳感器，提供5000萬像素，為智能手機顯示屏檢測、電路板檢測和機械裝配檢測以及空中偵察提供所需的關鍵成像細節(jié)和高圖像均勻性。KAI-50140采用2.18:1的縱橫比，與現(xiàn)代智能手機格式相匹配，減少檢測全顯示屏所需的圖像捕獲次數，并與當紅的KAI-29050、KAI-29052和KAI-43140圖像傳感器使用相同的引腳定義。4.5 μm系列ITCCD提供比前代5.5 μm系列在相同幀率下高50%以上的分辨率，同時保持關鍵的成像性能，如高動態(tài)范圍(>60 dB)、抑制拖尾、CCD級圖像均勻性和電子全局快門。
最初的攝像機設計，設計人員使用每一款圖像傳感器都需從零開始設計開發(fā)，耗時費力成本高。安森美半導體的ITCCD系列共享一個通用架構，使單一的攝像機設計能夠支持各種不同的圖像傳感器，僅需微小的電氣變化便能用于現(xiàn)有的攝像機設計中，加快了采用新器件的上市時間。
PYTHON系列：2塊PCB支持8種分辨率
安森美半導體的PYTHON系列，僅需2塊PCB就能支持該系列中的所有8種分辨率（從VGA到25 Mp），為要求嚴格的工業(yè)應用如機器視覺、智能交通系統(tǒng)(ITS)、安防、監(jiān)控、醫(yī)療和科學提供高性能成像和簡化的升級。
X-Class平臺：使單一攝像機設計能支持多種產品分辨率和不同的像素功能
X-Class平臺是PYTHON系列的更進一步演進，提供可擴展的單一器件，適用于多種分辨率和像素，使單一攝像機設計不僅能夠擴展圖像傳感器中的像素數量，還能夠擴展所使用的像素類型——無論是全局快門、卷簾快門、增加的動態(tài)范圍，還是其他不同的功能。只要將像素置于X-Class平臺所用的通用高速低功耗幀中，就能夠充分利用單一攝像機設計提供所需的支持，采用高帶寬、低功耗架構，是工廠自動化、智能交通系統(tǒng)(ITS)、廣播成像、智能零售、機器人等應用的理想選擇。
圖2：X-Class 平臺—— 演進的設計功能
該平臺的XGS系列具備無與倫比的性能特征，在圖像質量、功率密度、幀率、可支援的平臺、29 x 29 mm2兼容性、對客戶的支援及價格方面都優(yōu)于競爭對手。
隨著分辨率的上升，若像素尺寸不變，那么圖像傳感器芯片尺寸必然會越做越大，與其適配的鏡頭價格昂貴，這會增加整體成本。因而市場需要減小像素尺寸。X-Class平臺首兩款器件XGS 12000和XGS 8000采用先進的3.2 μm全局快門像素，能在同樣的光學尺寸下提高分辨率，且先進的像素設計確保不會因像素更小而影響圖像品質，甚至提供更優(yōu)的低噪聲、高性能，同時全局快門確保捕獲移動物體無運動偽影。
AR0237 RGB-IR：增強的夜視
RGB-IR版本AR0237增強的NIR靈敏度增強夜視能力，使得攝像頭無需特別的濾色片進行日/夜的切換，尤其適用于安防應用，具有210萬像素，分辨率1928 x 1088，能實現(xiàn)1080p/60 fps輸出，提供出色的微光性能和HDR，支持高動態(tài)范圍的長短交錯曝光，同時使用紅外差譜技術以避免顏色的失真，也適用于機器人、AR/VR可穿戴、智能樓宇的成像應用。
全局快門AR0144實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)場景下快速清晰準確的成像
3.0 μm像素的AR0144采用了創(chuàng)新的全局快門設計，尺寸極緊湊，在條碼掃描器等靜態(tài)應用中，AR0144易于設計進手持式產品中，確保初次掃描省電、省時和方便。在無人機等動態(tài)應用中，該傳感器的低功耗特性能夠延長充電時間間隔，其成像性能能夠更好地映射環(huán)境，避免嚴重碰撞。在3D攝像機和AR/VR設計中，AR0144可提供一種性價比更高、尺寸小的方案，用于捕捉雙重圖像進行3D成圖或深度感知。AR0144是1/4英寸、100萬像素CMOS傳感器。
AR0431：集成NIR+能力、同步深度映射
增強的NIR+使AR0431即使在最暗的光照條件下也能實現(xiàn)更好的成像，從而幫助安防和物聯(lián)網攝像機設計人員創(chuàng)建高靈敏度的夜間模式，基于2.0 um BSI像素，提供多種低功耗模式，幀速率最高120fps，非常適用于要求慢動作視頻拍攝的應用。其低功耗優(yōu)勢使其僅需125 mW就能提供400萬像素、30 fps輸出；在低功耗監(jiān)測模式下，功耗降至8 mW，成為電池供電型應用的理想選擇。AR0431采用Super Depth 技術能夠從單一圖像傳感器同時獲取彩色圖像和深度映射，省下原本需要另外一個單獨提供深度映射功能的傳感器，實現(xiàn)AR/VR中簡單的3D模型等功能。
AR0522：高動態(tài)范圍與增強的微光性能相結合
AR0522作為安森美半導體高性能卷簾快門系列的器件之一，提供彩色和黑白色彩濾波陣列(CFA)配置選項，1/2.5英寸、510萬像素，基于一個2.2 μm BSI像素技術平臺，專為需要在微光條件下捕獲高分辨率、高質量視頻的應用而開發(fā)，其近紅外波長的靈敏度大概是AR0521圖像傳感器的兩倍。
總結
安森美半導體是全球智能感知方案的領袖，并領先于供應基于半導體的方案，傳承40多年成像專知，在機器視覺領域的市占稱冠全球，能充分利用先進的成像技術和全面的CMOS和CCD圖像傳感器陣容以及廣泛的電源半導體產品陣容提供系統(tǒng)方案，滿足不同的應用需求，并針對市場趨勢持續(xù)開發(fā)創(chuàng)新的方案，以配合機器視覺檢測和工業(yè)自動化等工業(yè)成像應用持續(xù)推進的需求。同時，安森美半導體將持續(xù)注重中國，通過遍及全球的評估及應用技術支持，幫助客戶應對挑戰(zhàn)和實現(xiàn)創(chuàng)新。