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隨著科學技術的發(fā)展，機器視覺在智能交通系統(tǒng) (ITS)中扮演著越來越重要的角色。無論是自動車牌識別、違法停車檢測，還是行人檢測、交通流量分析，甚至行車違章識別，都離不開高質量的圖像傳感器的支持。這些傳感器必須具備高分辨率、高幀率、寬動態(tài)范圍和低噪聲等特性，以適應各種環(huán)境條件，滿足不同應用的需求。

機器視覺有哪些特點，與人類視覺相比如何？

雖然人類一直希望看到全彩色和高分辨率，但對于各種機器視覺應用而言，這并不是必需的。在機器視覺中，圖像本身并不是最重要的。最重要的是存儲在圖像中的信息：例如，硅晶片上缺陷的位置和大小、存儲在條形碼或二維碼中的數(shù)據，或者車牌上的數(shù)字和字母。

機器視覺有哪些快速增長的應用領域？

ITS就是其中之一，尤其是在中國。安裝在交通信號燈桿上的攝像頭會監(jiān)控車牌號并偵測是否有闖紅燈和其他違規(guī)行為。對于超速或違法闖入特定區(qū)域，也以數(shù)字化方式進行抓拍甚至強制執(zhí)行罰款。當發(fā)生違規(guī)行為時，ITS會記錄駕駛員的行為，例如開車時使用手機。用于ITS應用的攝像頭通常每通道至少需要1,000到1,500像素水平的分辨率，一些ITS供應商正在轉向2,000像素以為將來做準備。對垂直分辨率的要求也在增長，因為ITS用戶希望更多地了解駕駛員正在做什么，行人是否在人行橫道上，以及附近交通信號燈的狀態(tài)等信息。

平板顯示器檢測是另一個不斷增長的領域，檢測發(fā)生在不同的層面，包括在制造過程中檢查每個LED是否打開和關閉，以及在最終測試中檢查所有 LED 的亮度是否均勻。還有其他應用領域，包括太陽能面板檢測和硅晶片檢測。此外，安森美 (onsemi) 傳感器還可用于自動化倉庫中的機器人作業(yè)。

對分辨率、動態(tài)范圍和幀率等規(guī)格的要求，有何改進？

這些規(guī)格主要適用于移動的目標。攝像頭制造商希望為硅晶圓檢測和太陽能面板檢測等應用提供更高的分辨率。人眼具有高動態(tài)范圍，因此人們自然希望在圖像傳感器中復制這種特性。目前，12-bit分辨率對于大多數(shù)高性能機器視覺應用來說已經足夠，但有一些應用也已經開始探索 14-bit解決方案。

另請注意，高分辨率、高動態(tài)范圍和快速幀率相結合會產生大量數(shù)據。安森美提供標準接口以便從我們的傳感器中傳輸數(shù)據，接下來客戶需要提供數(shù)據處理能力以從數(shù)據中獲得有意義的結果。還值得注意的是，對低性能傳感器的需求仍然很大。比如，條形碼掃描不需要用到 5000萬像素的 12-bit彩色傳感器。

除了分辨率、動態(tài)范圍和幀率之外，客戶還應該注意哪些其他規(guī)格參數(shù)？

另一個關鍵規(guī)格是功耗。保持傳感器的低功耗可以延長便攜式設備的電池續(xù)航時間，尤其是在高幀率的情況下。此外，功耗意味著發(fā)熱，而在圖像傳感器中，熱量意味著噪聲，因此保持低功耗有利于提高整體圖像質量。

選擇特定圖像傳感器時，還需要考慮哪些其他特性？

在設計攝像頭時，選擇一個可以支持多種分辨率和配置以及 IP 再利用的傳感器系列。對于您的應用，遠心配置可能就足夠了。如果遠心配置不足以滿足需求，可尋找具有針對特定用例（例如 ITS）的主光線角 (CRA) 優(yōu)化的傳感器系列。

此系列的一個示例是安森美 XGS 圖像傳感器。XGS傳感器提供11種分辨率，從2Mp到45Mp不等，其中一個尺寸支持2Mp到16Mp的分辨率，而另一個尺寸支持20Mp到45Mp的分辨率。所有版本均提供真正的全局快門和12-bit模數(shù)轉換器。面向ITS市場的版本提供了優(yōu)化的CRA調整。所有XGS傳感器都具有低功耗特性，在某些情況下耗散的功率是競品器件的一半。

圖像傳感器在不久的將來會怎樣？

對于高端機器視覺應用，仍將以追求更高分辨率為目標。光學格式將變得更大，像素將需要變得更小，以使傳感器尺寸可控，并允許使用更低成本的鏡頭系統(tǒng)。大傳感器尺寸對數(shù)據讀出性能要求較高，隨著線纜長度的加倍，連接線寄生效應將會翻兩番。在制造方面，更高密度的傳感器本質上更容易受到偽影的影響，而良率優(yōu)化對于降低成本至關重要。

就應用和市場而言，從手機到汽車儀表盤再到80英寸的電視，面板和顯示器隨處可見，這推動了用于監(jiān)測它們的傳感器和系統(tǒng)的需求，且蘊藏巨大的發(fā)展空間。

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審核編輯 黃宇