當(dāng)下，智能家居、AR/VR、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等領(lǐng)域的發(fā)展勢(shì)頭非常強(qiáng)勁，而智能感知技術(shù)在其中扮演著至關(guān)重要的角色。這項(xiàng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新不僅推動(dòng)了工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）等技術(shù)的普及和應(yīng)用，也助力各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并加速了數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算和人工智能（AI）等先進(jìn)技術(shù)的相互融合。為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策、提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平，我們迫切需要先進(jìn)的智能感知解決方案。

上周，在慕尼黑上海電子展同期舉辦的中國(guó)（上海）機(jī)器視覺展上，安森美（onsemi）公司攜一系列智能感知方案亮相。與此同時(shí)，該公司三位高管也對(duì)這些最新的方案和差異化的產(chǎn)品，以及如何賦能行業(yè)躍遷進(jìn)行了深入解讀。

安森美工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用感知部門最新業(yè)務(wù)進(jìn)展

據(jù)安森美智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用分部副總裁兼總經(jīng)理John Gerard介紹，安森美工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用感知部門的業(yè)務(wù)主要集中在高增長(zhǎng)、高性能的應(yīng)用上。其工業(yè)級(jí)專用傳感器具有獨(dú)特的特性，可助力客戶實(shí)現(xiàn)差異化的感知方案。安森美今年有5個(gè)新產(chǎn)品系列進(jìn)入量產(chǎn)，包括全局曝光、局部曝光和用于深度感知的新的智能iToF傳感器。他表示，安森美在這個(gè)尖端技術(shù)方面投入了很多。安森美在整個(gè)全球工業(yè)圖像傳感器領(lǐng)域占據(jù)了31%份額。公司的強(qiáng)項(xiàng)是根據(jù)市場(chǎng)需求加入了特殊功能，和合作伙伴（不管是SoC廠商還是其他生態(tài)伙伴）強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。“70%好萊塢電影拍攝都采用基于我們技術(shù)的ARRI攝像機(jī)，去年印度發(fā)射上天的登月船也采用了我們的傳感器，還有我們的Hyperlux LP低功耗獲獎(jiǎng)產(chǎn)品。”Gerard說道。

安森美智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用分部副總裁兼總經(jīng)理John Gerard

現(xiàn)代圖像傳感器的發(fā)明者

安森美從最早的CCD傳感器到現(xiàn)在有很長(zhǎng)的歷史，并有很多合作伙伴和經(jīng)典里程碑成像產(chǎn)品，包括首臺(tái)原型數(shù)碼相機(jī)，并逐步擴(kuò)展到低功耗消費(fèi)和汽車、工業(yè)等超過25個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，包括Smart TV、AR/VR/MR、深度檢測(cè)等等。安森美也可以根據(jù)應(yīng)用需求提供RGB、RGBIR型號(hào)。

復(fù)雜的半導(dǎo)體器件——從光子到輸出

安森美提供非常高精尖技術(shù)的傳感器。如下圖所示，最下面一層主要是數(shù)字邏輯和模擬，把它結(jié)合起來，套上上面的各種技術(shù)，就可將傳感器做得很小。

端到端能力與保證——內(nèi)外部制造與供應(yīng)鏈

onsemi可以提供從頭到尾的端到端產(chǎn)線，給客戶提供完整的解決方案。“我們內(nèi)部可以完全把幾個(gè)制造步驟做完，當(dāng)然也可以找外部做，我們內(nèi)部和外部都可以支持，對(duì)客戶供應(yīng)鏈策略來說也可以平衡考慮。”Gerard說。

從系統(tǒng)來說，安森美有自己的技術(shù)，并可以做成模塊。在軟件方面也可以提供整套開發(fā)包給客戶。“我們也是從晶圓制造到最終測(cè)試均可提供強(qiáng)大而靈活的能力。”Gerard指出。

為機(jī)器視覺的發(fā)展鋪平道路

據(jù)安森美智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用分部產(chǎn)品線總監(jiān)Danny Scheffer介紹，onsemi的三個(gè)主要市場(chǎng)是：PCB/太陽(yáng)能/硅/平板監(jiān)測(cè)、電池檢測(cè)、通用機(jī)器視覺。“我們現(xiàn)在做了很多產(chǎn)品，電池檢測(cè)、太陽(yáng)能方面用到很多，還有一般用途的就更廣了，如食品檢測(cè)等等很多的應(yīng)用。”Scheffer談道。

安森美智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用分部產(chǎn)品線總監(jiān)Danny Scheffer

他指出，機(jī)器視覺傳感器的應(yīng)用有幾個(gè)要求：

1. 客戶對(duì)傳感器多種工作模式的靈活性提出了要求，從而讓傳感器用途變得更加廣泛；

2. 全局曝光/快門的傳感器需要有出色的快門效率、高量子效率（QE）和高響應(yīng)度；

3. 客戶要求分辨率范圍從VGA到300M像素以上，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品范圍就非常廣泛；

4. 應(yīng)用的多樣性意味著需要有廣泛的產(chǎn)品組合來支持，同時(shí)需要易用性、高幀率，以及增強(qiáng)的NIR 響應(yīng)。

機(jī)器視覺趨勢(shì)與關(guān)鍵性能參數(shù)

Scheffer指出，首先，機(jī)器視覺應(yīng)用需要將分辨率從VGA提高到遠(yuǎn)超過100Mp，還有動(dòng)態(tài)范圍、低光、近紅外等各種要求，掃描幀率可以在30、60至120ps甚至更高。

寬動(dòng)態(tài)也是一個(gè)要求。高低光線不一樣時(shí)也要可以檢測(cè)得更清楚，如低光，XGS（3.2mm），條件不好時(shí)也可以把缺陷找出來。還有近紅外，850nm/940um的LED現(xiàn)在在工業(yè)上也用得很廣。

全局快門傳感器和工業(yè)級(jí)性能

對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像來說，全局曝光是非常重要的參數(shù)。高全局快門效率（GSE）可以做到看不出任何滲光，低GSE則會(huì)在后面產(chǎn)生拖影。“我們的GSE非常高，沒有拖影現(xiàn)象。”Scheffer說。

“模塊化傳輸頻率（MTF）清晰度也是一個(gè)非常重要的參數(shù)，用于判斷清晰度，不好就看不清楚。我們的MTF很好，所以看得清楚。”

全局曝光這兩個(gè)參數(shù)非常重要，否則傳感器的拖影就很差，Scheffer解釋道。

面向工業(yè)市場(chǎng)的三個(gè)系列和22款全局快門傳感器

安森美面向工業(yè)市場(chǎng)提供三個(gè)系列傳感器產(chǎn)品：

1. PYTHON是很早的系列，分辨率從1.3MP到25MP，這是安森美全球第一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)相機(jī)的產(chǎn)品。“10年前就做出來了，現(xiàn)在客戶還在繼續(xù)用”。

2. XGS系列的分辨率從25MP到45MP。尺寸兼容，可以直接替換，這是這個(gè)系列的特點(diǎn)。它可以做到30fps，用于電影拍攝。“美國(guó)體育場(chǎng)轉(zhuǎn)播系統(tǒng)就是用這個(gè)做的”。

3. Hyperlux SG系列，則提供VGA到2MP三種分辨率可選。

XGS可提供非常好的圖像質(zhì)量，Hyperlux SG則是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的產(chǎn)品。“如果需要性價(jià)比的就選Hyperlux SG，我們有很多產(chǎn)品線給客戶選擇。從分辨率來說，2MP到45MP都有，做了一個(gè)產(chǎn)品線以后可以復(fù)用。如果要做全部分辨率的產(chǎn)線，一下子就能實(shí)現(xiàn)，這就是這個(gè)系列的優(yōu)點(diǎn)。”Scheffer指出。

多用途的全局快門圖像傳感器XGS系列

據(jù)介紹，XGS系列的功耗比同行低一半。“功耗對(duì)產(chǎn)品影響也很大，傳感器功耗越低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些要求也越低。”Scheffer指出。

快速、多用途的全局快門圖像傳感器PYTHON系列

“PYTHON有個(gè)非常重要的特點(diǎn)，幀速率可實(shí)現(xiàn)4倍的增長(zhǎng)，從120fps變成480fps。這是一個(gè)非常重要的系列，可以應(yīng)用于PCB檢測(cè)、鐵路的檢測(cè)。”Scheffer表示。

速度呈二次方遞增

高分辨率PYTHON1300可以讀得很快，從原始的1280*1024是210fps開始，到104*100的分辨率，可達(dá)到6309fps。如果是PYTHON25K的話，112*100的分辨率，則可達(dá)到3670fps。這是安森美設(shè)計(jì)的獨(dú)特技術(shù)。

緊湊型全局快門圖像傳感器Hyperlux SG系列

新的Hyperlux SG系列主要應(yīng)用在通用機(jī)器視覺、掃描、生物識(shí)別技術(shù)、機(jī)器人、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、工廠自動(dòng)化等方面。

內(nèi)置深度映射的1.2Mp智能iToF Hyperlux ID系列

最新的Hyperlux ID特點(diǎn)就是減少了運(yùn)動(dòng)偽影。“我們將把深度映射算法放到傳感器里面，后端可以節(jié)約很多成本，也容易處理，可以幫助客戶更快地量產(chǎn)，也可節(jié)約成本。除了深度算法之外，該系列還有一個(gè)特點(diǎn)，傳統(tǒng)的方法就是來一幀送一幀，每一幀間隔時(shí)間變長(zhǎng)，而我們把運(yùn)動(dòng)拖影檢測(cè)得很好。另外一個(gè)特點(diǎn)是連續(xù)波形。我們把兩者結(jié)合起來，在我們傳感器當(dāng)中可以做到覆蓋范圍比標(biāo)準(zhǔn)iToF遠(yuǎn)20多米。”Scheffer表示。

三大全新卷簾快門產(chǎn)品系列

安森美智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用分部產(chǎn)品線總監(jiān)Jason Wang重點(diǎn)介紹了該公司卷簾快門傳感器產(chǎn)品。它包含三個(gè)系列：Hyperlux LP、Hyperlux LH和Hyperlux。

安森美智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用分部產(chǎn)品線總監(jiān)Jason Wang

“Hyperlux LP的特點(diǎn)就是低功耗。我們是非常強(qiáng)調(diào)功耗的重要性，我們的功耗比同行要低一半。現(xiàn)在LP家族是業(yè)界功耗最低的傳感器，我們8MP的產(chǎn)品功耗只有同行的三分之一。AR2020和AR0830工業(yè)應(yīng)用很廣泛。LH家族的重要特點(diǎn)就是高動(dòng)態(tài)，我們把3幀曝光送出去，對(duì)后端CPU的處理會(huì)節(jié)約很多。Hyperlux的主要特點(diǎn)是，一次曝光可以做到110cm。現(xiàn)在在汽車產(chǎn)品當(dāng)中得到了應(yīng)用。”Jason Wang說。

Hyperlux LP有三個(gè)產(chǎn)品：AR2020， AR0830和AR0544。LH家族有AR0822、AR0246，還有12MP的AR1233。“AR2020這個(gè)產(chǎn)品將一個(gè)全幀的20MP圖片送出去，任意一個(gè)把它抓出來，原圖送出去。現(xiàn)在工業(yè)方面用得很多，大公司都在用，年底就會(huì)有產(chǎn)品出來。”

2000萬像素SmartROI減少帶寬/處理量

在視頻會(huì)議應(yīng)用中，“可以把整個(gè)房間20MP送出來，可以把原圖放出來，很清晰。20MP送出來也可以縮小，可以用兩個(gè)頻道把它送出來，可以把它做到640*480。原始的20MP是非常大的數(shù)據(jù)，后面的SoC會(huì)很難全部處理。如果把VGA降到1080P，45MP/s，減掉10多倍帶寬，就能極大減輕后端負(fù)擔(dān)。”Wang說。

eHDR——HyperLux LH

另外，Hyperlux LH家族主要特點(diǎn)就是eHDR。“把3幀都送給后端，這樣可以節(jié)約很多。要是把12幀送出來，現(xiàn)在沒有任何SoC能夠接受它。可以把3幀變成30幀送出去。同時(shí)AR0246里面還有一個(gè)大的特點(diǎn)，就是將ALTM放到我們傳感器里面。這樣，有的SoC，不具有HDR寬動(dòng)態(tài)功能的，我們也可以支持，比如MCU或小的CPU。也可以做成HDR，否則都要用SoC，系統(tǒng)成本就比較高。”Wang表示。

使用eHDR實(shí)現(xiàn)4K遠(yuǎn)程多攝像頭系統(tǒng)HDR功能

如前所述，遠(yuǎn)程監(jiān)控用兩個(gè)攝像頭就很難做，但集合起來送給后端就比較容易。“我們有客戶把4個(gè)攝像頭結(jié)合起來，變成360°全景攝像頭，有很多用途。這兩個(gè)攝像頭加了智能在里面，現(xiàn)在一般情況下，像家用的攝像頭、門禁的攝像頭，進(jìn)來以后會(huì)通過PIR。這個(gè)PIR很容易報(bào)錯(cuò)，風(fēng)吹一下也會(huì)動(dòng)。我們可以預(yù)檢測(cè)一下是不是人在運(yùn)動(dòng)，如果比較像人，后端再喚醒做一個(gè)偵測(cè)，整個(gè)系統(tǒng)失誤就會(huì)減少。現(xiàn)在也有很多用在車子上，有人接近我的車，我告訴這個(gè)人是我認(rèn)識(shí)的人還是誰。這是有一部分智能的功能在里面了。”Wang舉例說。

4xAR0822 360°全景相機(jī)

下面來看下安森美合作伙伴用4個(gè)AR0822做成的攝像頭。“可以做HDR，如果沒有HDR就不可能把4個(gè)攝像頭送到后端。”Wang透露，“這個(gè)全景相機(jī)現(xiàn)在用于在智慧工廠，可以做整個(gè)生產(chǎn)線監(jiān)控，工廠自動(dòng)化可以用，例如在富士康的工廠里已經(jīng)在做了。它也可以放在會(huì)議桌當(dāng)作全景相機(jī)。這三個(gè)系列都已經(jīng)量產(chǎn)了，作為工業(yè)用途，這是我們新的技術(shù)。”

方案Demo

高速工業(yè)檢測(cè)方案：具有高分辨率高幀率的全局快門特性

最新iToF運(yùn)動(dòng)深度感知方案：業(yè)界領(lǐng)先的自帶深度計(jì)算算法的百萬像素級(jí)別iToF芯片，高幀率，減少運(yùn)動(dòng)偽影，優(yōu)異的近紅外量子效率（NIR QE）響應(yīng)。關(guān)鍵應(yīng)用：工業(yè)機(jī)器人，物流等

低功耗相機(jī)方案：演示運(yùn)動(dòng)喚醒功能，應(yīng)用在要求低功耗的場(chǎng)景，如智能門禁、安防攝像頭、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）/虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）/擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）頭戴裝置、機(jī)器視覺和視頻會(huì)議等

8K攝像機(jī)方案：演示高分辨率45MP方案投射8K細(xì)膩影像，基于一款3.2um 45MP的全局曝光圖像傳感器。在全分辨下12bit下可以支持48fps，8k可以到60fps，關(guān)鍵應(yīng)用：高端攝影

20MP工業(yè)檢測(cè)方案：演示Smart ROI功能，帶有片內(nèi)scale和crop功能，減少了SoC或ISP側(cè)的負(fù)擔(dān)。基于20M的基底大像素進(jìn)行的片內(nèi)scale和crop為用戶帶來了靈活高效的分辨率配置，ROI區(qū)域配置和更高的幀率，并且可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)VC通道的同時(shí)輸出，充分利用了傳輸帶寬，關(guān)鍵應(yīng)用：AI，安防，視頻會(huì)議

近紅外方案：一款2.2um像素大小，8MP的背照堆棧式的卷簾曝光圖像傳感器，增強(qiáng)的近紅外響應(yīng)，提供絕佳圖像質(zhì)量，關(guān)鍵應(yīng)用：安防IoT，機(jī)器視覺

2MP全局快門雙攝像頭解決方案