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對圖像傳感器的認(rèn)識誤區(qū):傳感器類型

2023/06/19
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如今,攝像頭已隨處可見,工廠、車輛、公共建筑、街道……其數(shù)量還在不斷增多。大部分?jǐn)z像頭依靠圖像傳感器將場景中的光線轉(zhuǎn)換為電子圖像,因而推升了對圖像傳感器的需求。但圖像傳感器種類繁多,功能特性各不相同,設(shè)計(jì)人員需要熟悉不同傳感器的不同功能特性,才能為特定應(yīng)用選擇合適的攝像頭。

乘用車攝像頭搭載量激增,有些豪華車型甚至配有十幾個(gè)攝像頭。汽車制造商需要添加更多傳感器以提升安全性,還需考慮每個(gè)攝像頭的經(jīng)濟(jì)成本和占用空間,這為其帶來了挑戰(zhàn)。于是,汽車制造商開始尋找解決方案,希望用一個(gè)攝像頭捕獲同時(shí)針對人眼視覺和機(jī)器視覺優(yōu)化的圖像。人眼視覺與機(jī)器視覺所適用的圖像質(zhì)量存在區(qū)別,需要權(quán)衡取舍,因此實(shí)施這一方法同樣難度不小。

人眼視覺

人眼視覺系統(tǒng)對像素間亮度強(qiáng)弱差異的感知與機(jī)器視覺算法不同。人眼對亮度的感知是非線性的,也就是說,如果所在環(huán)境中光子數(shù)量增加一倍,眼睛感知到的亮度也只增加了一倍。這需要調(diào)整用于人眼視覺的攝像頭圖像以對應(yīng)其動(dòng)態(tài)范圍,從而將人眼感知的較亮區(qū)域和較暗區(qū)域的細(xì)節(jié)充分放大。此外,我們對一般顏色和 LED 光源的閃爍十分敏感(這一問題日

益普遍),因此如果攝像頭導(dǎo)致顏色失真,即使圖像清晰且其他方面的質(zhì)量很高,也會影響人類的視覺體驗(yàn)。對于后視攝像頭等輔助駕駛的被動(dòng)安全系統(tǒng),駕駛員也比機(jī)器視覺系統(tǒng)有優(yōu)勢,因?yàn)槿绻麍D像有缺,駕駛員會自動(dòng)發(fā)現(xiàn),而此時(shí)無需依賴攝像頭。雖然這不會引發(fā)重大安全事故,但攝像頭喪失用處也會帶來不便,因此,駕駛員不會依賴攝像頭圖像,而是更多地進(jìn)行主動(dòng)判斷。

機(jī)器視覺

與人眼視覺不同,使用機(jī)器視覺的自動(dòng)化系統(tǒng)會查看圖像中每個(gè)像素的數(shù)字值,因此其對光子數(shù)呈線性反應(yīng)。與用于人眼視覺的圖像不同,因此必須調(diào)整以輸出對應(yīng)于測量像素值的圖像。此外,機(jī)器視覺系統(tǒng)必須經(jīng)過編程或采用特殊的錯(cuò)誤檢測硬件才能檢測出圖像缺陷。缺少該硬件的系統(tǒng)可能無法正常工作,且不會告知駕駛員其功能已受損或無法運(yùn)行。對于像自動(dòng)緊急制動(dòng)這樣的主動(dòng)安全系統(tǒng),如果出現(xiàn)故障,誤報(bào)將導(dǎo)致系統(tǒng)在無碰撞危險(xiǎn)時(shí)實(shí)施制動(dòng),而漏報(bào)會使系統(tǒng)在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)完全失靈,從而造成嚴(yán)重的后果。如果駕駛員使用此類輔助系統(tǒng),則需要顯示信息來指示其功能不全,但可能無法發(fā)出功能受損的警告。部分系統(tǒng)會提醒駕駛員其功能受損或“不可用”,它們通常依賴特殊的硬件功能來檢測傳感器中的錯(cuò)誤或故障。此類功能須遵循汽車安全完整性等級 (ASIL) 等相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),支持 ASIL 的傳感器將具有檢測和報(bào)告故障的功能,可提高安全性。以上就是用于機(jī)器視覺的傳感器與用于人眼視覺的傳感器需要進(jìn)行不同配置的兩個(gè)原因。

120 度視場傳感器 RYYCy 圖像,經(jīng)過彩色處理

使用單個(gè)攝像頭實(shí)現(xiàn)觀察和感知的傳感器解決方案

好消息是,部分傳感器已具備同時(shí)適用于人眼和機(jī)器視覺的出色功能,且可進(jìn)行優(yōu)化并輸出兩路同步數(shù)據(jù)流,助力工程師設(shè)計(jì)可同時(shí)用于人眼和機(jī)器視覺功能的攝像頭系統(tǒng)。這樣一來,汽車制造商只需在車內(nèi)的特定位置部署一個(gè)攝像頭,最大限度地減小占用空間并降低系統(tǒng)成本,獲得可針對兩種工作負(fù)載應(yīng)用優(yōu)化的圖像

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安森美

安森美

歷史安森美半導(dǎo)體前身是摩托羅拉集團(tuán)的半導(dǎo)體元件部門,于1999年獨(dú)立上市,繼續(xù)生產(chǎn)摩托羅拉的分立晶體管,標(biāo)準(zhǔn)模擬和標(biāo)準(zhǔn)邏輯等器件。并購紀(jì)錄2000年四月,完成收購Cherry Semiconductor。2006年,完成收購位于美國俄勒岡州Gresham的LSI Logic設(shè)計(jì)和制造設(shè)施。2008年一月,以184M美元完成收購美國模擬器件公司的穩(wěn)壓及熱管理(Voltage Regulation and Thermal Management)部門。2008年三月,以915M美元完成收購AMI Semiconductor。2008年十月,以115M美元完成收購Catalyst Semiconductor。2009年十一月,以17M美元完成收購PulseCore Semiconductor。2010年一月,以115M美元完成收購California Micro Devices。2010年六月,完成收購Sound Design Technologies, Ltd。2011年一月,完成收購日本三洋電機(jī)的子公司三洋半導(dǎo)體(SANYO Semiconductor)。2011年二月,以$31.4M美元完成收購賽普拉斯半導(dǎo)體(Cypress Semiconductor)的CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù)部門。2014年五月,完成收購Truesense Imaging, Inc。2014年七月,安森美半導(dǎo)體和富士通半導(dǎo)體宣布戰(zhàn)略合作(包括晶圓代工服務(wù)協(xié)議,及日本會津若松市富士通的8吋晶圓廠的10%權(quán)益。)2014年八月,以4億美元完成收購總部位于加州的Aptina Imaging Corp。2015年七月,安森美半導(dǎo)體完成收購Axsem AG。2015年11月18日,以每股20美元,斥資24億美元現(xiàn)金收購飛兆半導(dǎo)體公司。2016年八月,安森美半導(dǎo)體宣布已就出售點(diǎn)火IGBT業(yè)務(wù)給 Littelfuse 達(dá)成協(xié)議,出售其瞬態(tài)電壓抑制二極管和開關(guān)型晶閘管產(chǎn)品線,售價(jià)共1.04億美元現(xiàn)金。2016年九月,安森美半導(dǎo)體完成收購飛兆半導(dǎo)體公司。產(chǎn)品安森美半導(dǎo)體制造以下的各種產(chǎn)品:定制:ASIC;定制代工服務(wù);定制ULP存儲器;定制CMOS圖像傳感器;集成無源器件分立:雙極晶體管;二極管和整流器;IGBT和FET;晶閘管;可調(diào)諧組件電源管理:AC-DC控制器和穩(wěn)壓器;DC-DC控制器、轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器;熱管理;驅(qū)動(dòng)器;電壓和電流管理邏輯:時(shí)鐘產(chǎn)生;時(shí)鐘及數(shù)據(jù)分配;存儲器;微控制器;標(biāo)準(zhǔn)邏輯信號管理:放大器和比較器;模擬開關(guān);音頻/視頻的ASSP;數(shù)字電位計(jì);EMI/RFI濾波器;接口;光電、圖像及觸摸傳感器產(chǎn)品部安森美半導(dǎo)體的各個(gè)產(chǎn)品部門:模擬方案部(ASG) - Bob Klosterboer(高騰博),執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理圖像傳感器部(ISG) – Taner Ozcelik,高級副總裁兼總經(jīng)理電源方案部(PSG) – Bill Hall(賀彥彬),執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理解決方案工程中心日本:大阪; 東京中國:上海德國:慕尼黑中國臺灣:臺北美國:加州圣荷西; 俄勒岡州波特蘭; 底特律韓國:首爾設(shè)計(jì)中心美國:亞利桑那州鳳凰城(Phoenix)、亞利桑那州錢德勒(Chandler)、得州奧斯?。ˋustin)、得州普萊諾(Plano)、羅德島州東格林尼治(East Greenwich)、科羅拉多州Longmont、加州圣克拉拉(Santa Clara)、愛達(dá)荷州波卡特洛(Pocatello)、賓夕法尼亞州Lower Gwynedd、猶他州林頓(Lindon)、愛達(dá)荷州楠帕(Nampa)加拿大:伯靈頓(Burlington), 滑鐵盧(Waterloo)比利時(shí):梅赫倫(Mechelen),奧德納爾德(Oudenaarde),菲爾福爾德(Vilvoorde)法國:圖盧茲(Toulouse)德國:慕尼黑羅馬尼亞:布加勒斯特(Bucharest)斯洛伐克:布拉迪斯拉發(fā)(Bratislava)愛爾蘭:利默里克(Limerick)瑞士:Marin捷克:Roznov,布爾諾(Brno)韓國:首爾中國臺灣:臺北印度:班加羅爾(Bangalore),諾伊達(dá)(Noida)日本:岐阜市,群馬菲律賓:德拉克市(Tarlac City)制造工廠美國:亞利桑那州鳳凰城、亞利桑那州錢德勒、俄勒岡州Gresham、愛達(dá)荷州波卡特洛、愛達(dá)荷州楠帕、緬因州南波特蘭加拿大:伯靈頓 (安大略省)比利時(shí):奧德納爾德捷克:Roznov中國:樂山、深圳、蘇州日本:群馬縣、埼玉縣羽生市、新潟縣新潟市韓國:富川菲律賓:Carmona, Cavite、Tarlac City、宿霧市馬來西亞:森美蘭州芙蓉市越南:邊和市、順安市社

歷史安森美半導(dǎo)體前身是摩托羅拉集團(tuán)的半導(dǎo)體元件部門,于1999年獨(dú)立上市,繼續(xù)生產(chǎn)摩托羅拉的分立晶體管,標(biāo)準(zhǔn)模擬和標(biāo)準(zhǔn)邏輯等器件。并購紀(jì)錄2000年四月,完成收購Cherry Semiconductor。2006年,完成收購位于美國俄勒岡州Gresham的LSI Logic設(shè)計(jì)和制造設(shè)施。2008年一月,以184M美元完成收購美國模擬器件公司的穩(wěn)壓及熱管理(Voltage Regulation and Thermal Management)部門。2008年三月,以915M美元完成收購AMI Semiconductor。2008年十月,以115M美元完成收購Catalyst Semiconductor。2009年十一月,以17M美元完成收購PulseCore Semiconductor。2010年一月,以115M美元完成收購California Micro Devices。2010年六月,完成收購Sound Design Technologies, Ltd。2011年一月,完成收購日本三洋電機(jī)的子公司三洋半導(dǎo)體(SANYO Semiconductor)。2011年二月,以$31.4M美元完成收購賽普拉斯半導(dǎo)體(Cypress Semiconductor)的CMOS圖像傳感器業(yè)務(wù)部門。2014年五月,完成收購Truesense Imaging, Inc。2014年七月,安森美半導(dǎo)體和富士通半導(dǎo)體宣布戰(zhàn)略合作(包括晶圓代工服務(wù)協(xié)議,及日本會津若松市富士通的8吋晶圓廠的10%權(quán)益。)2014年八月,以4億美元完成收購總部位于加州的Aptina Imaging Corp。2015年七月,安森美半導(dǎo)體完成收購Axsem AG。2015年11月18日,以每股20美元,斥資24億美元現(xiàn)金收購飛兆半導(dǎo)體公司。2016年八月,安森美半導(dǎo)體宣布已就出售點(diǎn)火IGBT業(yè)務(wù)給 Littelfuse 達(dá)成協(xié)議,出售其瞬態(tài)電壓抑制二極管和開關(guān)型晶閘管產(chǎn)品線,售價(jià)共1.04億美元現(xiàn)金。2016年九月,安森美半導(dǎo)體完成收購飛兆半導(dǎo)體公司。產(chǎn)品安森美半導(dǎo)體制造以下的各種產(chǎn)品:定制:ASIC;定制代工服務(wù);定制ULP存儲器;定制CMOS圖像傳感器;集成無源器件分立:雙極晶體管;二極管和整流器;IGBT和FET;晶閘管;可調(diào)諧組件電源管理:AC-DC控制器和穩(wěn)壓器;DC-DC控制器、轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器;熱管理;驅(qū)動(dòng)器;電壓和電流管理邏輯:時(shí)鐘產(chǎn)生;時(shí)鐘及數(shù)據(jù)分配;存儲器;微控制器;標(biāo)準(zhǔn)邏輯信號管理:放大器和比較器;模擬開關(guān);音頻/視頻的ASSP;數(shù)字電位計(jì);EMI/RFI濾波器;接口;光電、圖像及觸摸傳感器產(chǎn)品部安森美半導(dǎo)體的各個(gè)產(chǎn)品部門:模擬方案部(ASG) - Bob Klosterboer(高騰博),執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理圖像傳感器部(ISG) – Taner Ozcelik,高級副總裁兼總經(jīng)理電源方案部(PSG) – Bill Hall(賀彥彬),執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理解決方案工程中心日本:大阪; 東京中國:上海德國:慕尼黑中國臺灣:臺北美國:加州圣荷西; 俄勒岡州波特蘭; 底特律韓國:首爾設(shè)計(jì)中心美國:亞利桑那州鳳凰城(Phoenix)、亞利桑那州錢德勒(Chandler)、得州奧斯?。ˋustin)、得州普萊諾(Plano)、羅德島州東格林尼治(East Greenwich)、科羅拉多州Longmont、加州圣克拉拉(Santa Clara)、愛達(dá)荷州波卡特洛(Pocatello)、賓夕法尼亞州Lower Gwynedd、猶他州林頓(Lindon)、愛達(dá)荷州楠帕(Nampa)加拿大:伯靈頓(Burlington), 滑鐵盧(Waterloo)比利時(shí):梅赫倫(Mechelen),奧德納爾德(Oudenaarde),菲爾福爾德(Vilvoorde)法國:圖盧茲(Toulouse)德國:慕尼黑羅馬尼亞:布加勒斯特(Bucharest)斯洛伐克:布拉迪斯拉發(fā)(Bratislava)愛爾蘭:利默里克(Limerick)瑞士:Marin捷克:Roznov,布爾諾(Brno)韓國:首爾中國臺灣:臺北印度:班加羅爾(Bangalore),諾伊達(dá)(Noida)日本:岐阜市,群馬菲律賓:德拉克市(Tarlac City)制造工廠美國:亞利桑那州鳳凰城、亞利桑那州錢德勒、俄勒岡州Gresham、愛達(dá)荷州波卡特洛、愛達(dá)荷州楠帕、緬因州南波特蘭加拿大:伯靈頓 (安大略省)比利時(shí):奧德納爾德捷克:Roznov中國:樂山、深圳、蘇州日本:群馬縣、埼玉縣羽生市、新潟縣新潟市韓國:富川菲律賓:Carmona, Cavite、Tarlac City、宿霧市馬來西亞:森美蘭州芙蓉市越南:邊和市、順安市社收起

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