【導(dǎo)讀】圖像感知無疑支持著汽車、工業(yè)和消費三個主要市場領(lǐng)域的大趨勢。CCD和CMOS是兩種主要成像技術(shù)，但沒有單一的技術(shù)可適用于所有應(yīng)用，相較而言，CCD提供最佳的圖像均勻度、高線性動態(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。
現(xiàn)代圖像傳感器的創(chuàng)造者安森美半導(dǎo)體傳承40多年的成像經(jīng)驗，擁有豐富的成像專知、寬廣的傳感器陣容、2000多項成像專利、強大的供應(yīng)鏈和卓越的品質(zhì)，以“創(chuàng)造超越人眼的新視覺”為使命，可根據(jù)應(yīng)用需求匹配相應(yīng)的技術(shù)，幫助使這三個領(lǐng)域的概念成為現(xiàn)實。
對于安森美半導(dǎo)體來說，把握市場趨勢并與客戶密切合作有助于推動全新傳感器的開發(fā)和市場導(dǎo)入，例如用于工業(yè)攝像機的X-Class平臺和用于汽車應(yīng)用的Hayabusa™平臺。典型的市場需求包括在給定的光學(xué)節(jié)點上提供更高的分辨率，而無需犧牲圖像質(zhì)量。此外，隨著電子技術(shù)數(shù)量的增長，功率預(yù)算（尤其是包括汽車在內(nèi)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的顯著需求。在大多數(shù)市場中，實現(xiàn)更短設(shè)計周期的壓力也是個現(xiàn)實情況。這表明了易于擴展的圖像傳感器平臺對于幫助減少和簡化設(shè)計階段，更快地將產(chǎn)品上市是至關(guān)重要的。
汽車領(lǐng)域
隨著對安全、便利的駕駛輔助方案需求的增長，具備成像功能的車載系統(tǒng)數(shù)量也在快速增加。這些先進的功能可實現(xiàn)諸如自適應(yīng)巡航控制和自動緊急剎車等功能。除此之外，還有停車輔助功能，例如后視攝像機 （這在一些地區(qū)已成為強制性要求）、360度全景環(huán)視系統(tǒng)，以及取代車鏡的攝像機監(jiān)控系統(tǒng)等新興領(lǐng)域。
隨著先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的興起，促進了攝像機及其他感知技術(shù)的發(fā)展。而更先進的攝像機及其他感知技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用又推動了ADAS和自動駕駛的發(fā)展和實施。根據(jù)美國自動駕駛標(biāo)準(zhǔn)和全自動駕駛的實際情況，我們將在某一時間達到4級和5級的水平。這看來必會發(fā)生，只是時間表的問題，亞洲、美國和歐洲基于需求、社會接受度、基礎(chǔ)設(shè)施等會有不同的時間表，但自動駕駛涵蓋安全的國際標(biāo)準(zhǔn)還是個要解決的問題。
汽車環(huán)境通常會為圖像傳感器帶來極具挑戰(zhàn)性的工作條件和參數(shù)。場景可以有非常寬泛的動態(tài)范圍，攝像機視野中直接來自如太陽的最亮部分與隧道內(nèi)的黑暗區(qū)域之間形成極大反差。為了給ADAS算法及駕駛員呈現(xiàn)良好的場景視野，以一個高動態(tài)范圍輸出捕獲場景中的細節(jié)至關(guān)重要。
汽車環(huán)境通常會為圖像傳感器帶來極具挑戰(zhàn)性的工作條件和參數(shù)。場景可以有非常寬泛的動態(tài)范圍，攝像機視野中直接來自如太陽的最亮部分與隧道內(nèi)的黑暗區(qū)域之間形成極大反差。為了給ADAS算法及駕駛員呈現(xiàn)良好的場景視野，以一個高動態(tài)范圍輸出捕獲場景中的細節(jié)至關(guān)重要。
我們需要結(jié)合多種技術(shù)以支持用于更高級別的ADAS和自動駕駛的全面感知。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、檢測移動物體的能力、以及在微光或有限的能見度下工作的能力等參數(shù)方面都具有獨特的優(yōu)缺點。通過結(jié)合這些技術(shù)，能夠安全有效地滿足應(yīng)用的所有要求。安森美半導(dǎo)體已具有超越圖像感知的專知，在毫米波雷達、激光雷達和超聲波領(lǐng)域都具有相應(yīng)的能力和產(chǎn)品，公司處于有利地位以結(jié)合這些不同感知技術(shù)及其各自的優(yōu)勢到集成方案中。
隨著汽車制造商轉(zhuǎn)向車載脈寬調(diào)制（PWM）LED照明的最新趨勢，以及這一技術(shù)在電子交通標(biāo)識和車輛信息通訊系統(tǒng)中的日益普及，圖像傳感器制造商面臨的挑戰(zhàn)可能會進一步加劇。當(dāng)使用傳統(tǒng)攝像機捕獲時，尤其是在明亮的環(huán)境中，這些脈沖光源會出現(xiàn)閃爍，可能會引發(fā)ADAS算法的問題并會分散駕駛員的注意力。安森美半導(dǎo)體目前擁有先進且可靠的消除LED閃爍（LFM）技術(shù)，能夠克服這一潛在的嚴(yán)重問題。
遵守嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)是為車載平臺提供適用于攝像機/視覺應(yīng)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(guī)格已經(jīng)很完善了。最近，支持針對L4、L5級自動駕駛的網(wǎng)絡(luò)安全變得非常重要，它能為許多車輛系統(tǒng)（包括發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的攝像機）提供篡改防護。安森美半導(dǎo)體的圖像傳感器符合這些標(biāo)準(zhǔn)，事實上，安森美半導(dǎo)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(tǒng)平臺也很重要。百度Apollo 自動駕駛平臺采用安森美半導(dǎo)體圖像傳感器，NVIDIA也是安森美半導(dǎo)體的戰(zhàn)略圖像傳感器合作伙伴。
安森美半導(dǎo)體也身處機器視覺和人類視覺融合（稱為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和用于高效開發(fā)的通用架構(gòu)，實現(xiàn)ADAS/自動駕駛領(lǐng)域的進一步細分，具備領(lǐng)先業(yè)界的微光性能、達ASIL-C等級的功能性安全，高動態(tài)范圍、一個業(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，用于其自動駕駛車輛的DRIVE AI計算平臺。
消費領(lǐng)域
消費市場也許是最具多樣性且擁有最多不同應(yīng)用的市場。增長驅(qū)動力來自諸如高端安防攝像頭、掃描、無人機、虛擬和擴增實境等應(yīng)用，當(dāng)然也包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）這一大框架下的應(yīng)用。
正如汽車行業(yè)一樣，生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展對于開發(fā)和實施有效方案的速度和便利性至關(guān)重要。安森美半導(dǎo)體正與合作伙伴密切合作，為終端客戶提供全面的集成方案。
基于視覺傳感器的安防設(shè)備是消費市場向工業(yè)市場延伸的最大領(lǐng)域之一。在這一領(lǐng)域，中國仍然擁有最大的用戶群，其關(guān)鍵驅(qū)動因素是安全城市概念的實施，以及商業(yè)建筑和家居應(yīng)用。對傳感器的需求在于能夠在日間／夜間性能、高動態(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(nèi)實現(xiàn)）。不斷增長的趨勢包括網(wǎng)絡(luò)安全的引入、人工智能(AI)及支持深度學(xué)習(xí)和視頻內(nèi)容分析的能力。安森美半導(dǎo)體首批采用近紅外+（NIR +）技術(shù)的CMOS圖像傳感器，有效地將高動態(tài)范圍與增強的微光性能相結(jié)合，提升高端安防及監(jiān)控相機的圖像質(zhì)量，如AR0522基于背照式（BSI）像素技術(shù)平臺，近紅外波長的靈敏度大概是現(xiàn)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(yīng)用的AR0430擁有120幀/秒的速率，能夠從單一圖像傳感器同時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(yīng)用自動化、日益增多的數(shù)量、以及更嚴(yán)苛的性能要求，這一市場的成像方案比以往更受關(guān)注。支持更高級別工廠自動化和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的機器視覺、以及智能交通系統(tǒng)的加速部署等應(yīng)用是目前產(chǎn)生需求的關(guān)鍵但不同的領(lǐng)域。與此同時，醫(yī)療和科學(xué)成像攝像機的高端應(yīng)用表明圖像傳感器制造商必須滿足基于CMOS或CCD的方案。
安森美半導(dǎo)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(gòu)，為機器視覺、智能交通系統(tǒng)和廣播成像等應(yīng)用提供高性能成像功能，并為新產(chǎn)品的設(shè)計提供快速且簡化的路徑。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(gòu)，即3.2μm全局快門像素（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，同時提高整體成像性能。全局快門還支持捕獲移動物體，而不產(chǎn)生運動偽影（這是工業(yè)場景中的常見需求）。
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一步簡化系統(tǒng)方案的設(shè)計和有效性非常重要。首兩款X-Class平臺器件突出了這一點，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(dǎo)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(shè)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分貝的動態(tài)范圍、高度拖尾抑制、電子快門、CCD級圖像均勻性，支持短時間（小于10微秒）和長時間（大于1秒）曝光。這些技術(shù)已經(jīng)開發(fā)用于從早前的器件中提供簡單的升級路徑，只需稍做電氣變更，且更容易集成到攝像機設(shè)計中。它們提供關(guān)鍵的生產(chǎn)線終端檢測任務(wù)所需的性能，如大尺寸超高清屏幕、高端監(jiān)控和航拍。
安森美半導(dǎo)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(jié)
應(yīng)對汽車、消費和工業(yè)市場中圖像感知領(lǐng)域挑戰(zhàn)的關(guān)鍵是提供一系列規(guī)格和性能能夠準(zhǔn)確匹配、并緊跟終端應(yīng)用廣泛差異需求的器件。安森美半導(dǎo)體圖像傳感器在汽車、工業(yè)、航空、醫(yī)療領(lǐng)域的市占稱冠全球，公司傳承40多年先進的成像技術(shù)，提供寬廣的CMOS和CCD圖像傳感器陣容。未來，安森美半導(dǎo)體將持續(xù)注重中國，通過遍及全球的評估及應(yīng)用技術(shù)支持，持續(xù)開發(fā)針對市場趨勢和應(yīng)用的新產(chǎn)品。此外，那些由安森美半導(dǎo)體推出的基于平臺的方案提供便利的可擴展性，大幅簡化且加速設(shè)計路徑。
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