電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)場景已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，包括檢測、測量、判斷和控制等關(guān)鍵的工業(yè)制造環(huán)節(jié)。引入機(jī)器視覺技術(shù)之后，工廠可以顯著提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)線上的勞動力成本，降低生產(chǎn)成本。

不過，工廠在使用機(jī)器視覺技術(shù)時也會有一定的門檻。首先是工業(yè)制造的場景復(fù)雜，對方案的可靠性、穩(wěn)定性、一致性有很高的要求；其次是軟硬件結(jié)合需要一定的技術(shù)儲備；然后是隨著工業(yè)制造精度的提升，攝像系統(tǒng)成像清晰度的挑戰(zhàn)與日俱增，等等。

如此多的挑戰(zhàn)，要想從容應(yīng)對該怎么辦呢？Vision China 2023上，安森美(onsemi)智能感知事業(yè)群工業(yè)及消費(fèi)部應(yīng)用工程高級經(jīng)理開麗軍在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪中透露，通過圖像傳感器、工具鏈和合作方案，能夠幫助業(yè)者快速搭建高質(zhì)量、智能化、穩(wěn)定可靠的機(jī)器視覺方案。

用創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)對復(fù)雜光照條件

Vision China 2023，安森美帶來了豐富的圖像傳感方案，包括4K 800萬像素圖像傳感器平臺，2000萬像素高分辨率圖像傳感器，高性能、小尺寸圖像傳感器，以及基于AR0822圖像傳感器和Rockchip的RK3588處理器的高精度條碼掃描方案等。這些方案從不同的維度展示了安森美圖像傳感器以及相關(guān)方案的出色性能。

比如基于一款新的4K 800萬像素圖像傳感器平臺，安森美展示了“運(yùn)動喚醒”技術(shù)。該功能大幅降低了系統(tǒng)功耗和帶寬要求，是便攜式相機(jī)、可視門鈴和機(jī)器人等對功耗和帶寬要求比較高的應(yīng)用的理想選擇。而另一款4K 800萬像素的AR0822，具有嵌入式高動態(tài)范圍 (eHDR) 功能。

開麗軍表示，“eHDR技術(shù)主要為了解決高動態(tài)范圍場景下的復(fù)雜設(shè)計挑戰(zhàn)，這種場景下可能會有閃光燈、陽光，或者有暗態(tài)和細(xì)節(jié)，那么攝像頭系統(tǒng)就需要同時覆蓋高亮和低亮的場景。常規(guī)的方法可能是通過多次曝光，然后傳回來幾幀數(shù)據(jù)讓后臺去做合成，此時LED的閃爍和運(yùn)動拖尾問題就會很嚴(yán)重。”

“eHDR技術(shù)是在芯片內(nèi)部將多次曝光的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能線性化并壓縮后輸出，那么就能夠顯著降低系統(tǒng)帶寬。比如幀率為30 fps的三次曝光HDR 4K圖像如果在獨(dú)立于傳感器的ISP中執(zhí)行多次曝光合成，需要9000 Mbps左右的帶寬，如果是同時使用這是一個很大的傳輸和處理挑戰(zhàn)。eHDR技術(shù)能夠?qū)⑷纹毓獾慕Y(jié)果在芯片內(nèi)部處理壓縮，然后再傳輸，能夠顯著降低對系統(tǒng)帶寬的需求，最直觀的是用戶能夠從線材方面做到低成本。”開麗軍講到。

“并且，eHDR技術(shù)在傳感器芯片內(nèi)部做合成，能夠保證合成時間是最短的，那么結(jié)合算法就可以克服降低LED的閃爍和運(yùn)動拖尾問題，目前這一塊的算法已經(jīng)就緒。”開麗軍進(jìn)一步說。

工業(yè)場景的機(jī)器視覺方案需要面對非常多的環(huán)境光干擾問題，包括開麗軍提到的相機(jī)系統(tǒng)的多個光源LED閃爍，粉塵或者環(huán)境濕度有時候也會影響光照，然后外界光照會影響照射在被測物體上的光線角度，增加圖像數(shù)據(jù)輸出的噪聲，影響圖像處理算法的準(zhǔn)確度。

針對這一突出的問題，開麗軍介紹稱，“安森美的圖像傳感器無論是全局快門技術(shù)的，還是卷簾曝光技術(shù)的，都會做相應(yīng)的優(yōu)化。我們的圖像傳感器支持多種觸發(fā)模式，同時還支持圖像傳感器觸發(fā)閃光燈和圖像傳感器觸發(fā)機(jī)械快門等方式，可以根據(jù)輸入情況靈活配置。”

除了基于4K 800萬像素圖像傳感器平臺的demo，其他demo方案也都展示了一些特色性能。比如，基于XGS 45000打造的屏檢demo，主要展示了這款圖像傳感器的高分辨率和寬動態(tài)范圍高幀率；最新的2000萬像素圖像傳感器能夠在LI-HDR模式下以每秒30幀的速度生成全分辨率圖像；全局快門產(chǎn)品展示了自己在低光和明亮高速場景下的成像能力，等等。

基于XGS 45000打造的屏檢demo

上述內(nèi)容主要談?wù)摿税采缊D像傳感器在高性能和高可靠性方面的能力，對于工業(yè)場景，還有一個一致性的問題，這個問題在大型的智能制造工廠會被格外重視。

開麗軍回應(yīng)稱，“安森美作為一家頭部的圖像傳感器供應(yīng)商，在產(chǎn)品開發(fā)之初就會重視產(chǎn)品一致性的問題，從產(chǎn)品開始設(shè)計到量產(chǎn)會經(jīng)過多輪的性能評估。時間跨度相較于競爭對手會更長。在這段時間內(nèi)，我們會針對產(chǎn)品做各種各樣的可靠性試驗，會做像素和系統(tǒng)層面的驗證，以此來保證批次產(chǎn)品在光學(xué)指標(biāo)方面的一致性。”

“這是安森美作為老牌圖像傳感器廠商的做事風(fēng)格，有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)漠a(chǎn)品認(rèn)證流程，保障圖像傳感器產(chǎn)品在市場上的長期供應(yīng)。”他在此強(qiáng)調(diào)。

用前沿理解幫助客戶實現(xiàn)領(lǐng)先

機(jī)器視覺是一個高速發(fā)展的領(lǐng)域，根據(jù)GGII的預(yù)測數(shù)據(jù)，至2027年我國機(jī)器視覺市場規(guī)模將達(dá)到565.65億元，其中2D視覺市場規(guī)模將達(dá)到407.15億元，3D視覺市場規(guī)模將達(dá)到158.5億元。目前，這項技術(shù)在工業(yè)場景的整體滲透率還處于低位，未來有著巨大的發(fā)展空間。

要搶占機(jī)器視覺市場的大蛋糕，方案的性能優(yōu)勢是必要條件。作為系統(tǒng)的核心元件，圖像傳感器能發(fā)揮怎樣的價值呢？

談到視覺在嵌入式AI系統(tǒng)的應(yīng)用，開麗軍表示，“嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，圖像傳感器首先需要考慮接口的問題，圖像傳感器提供的接口一定要和目前主流處理器芯片的接口兼容。第二點(diǎn)，圖像傳感器需要具備多幀率、多ROI的特性，這樣在運(yùn)行AI算法的時候，能夠?qū)⒁粡埜咔鍒D像通過Scale壓縮到更低的像素，能夠在模型建立時節(jié)省更多的資源。”

“目前，安森美新推出的2000萬像素高分辨率圖像傳感器具備的ROI和無極Scale功能，市面上還沒有競品。”他在回答中講到。

基于2000萬像素高分辨率圖像傳感器的demo演示

開麗軍指出，安森美圖像傳感器也能夠在功耗層面幫助用戶。“以新的2000萬像素高分辨率圖像傳感器為例，其低功耗特性主要靠兩方面來實現(xiàn)：第一，安森美在像素設(shè)計方面就有低功耗的專利技術(shù)；第二，我們的工藝也是業(yè)界領(lǐng)先的，這方面也能夠帶來顯著的低功耗優(yōu)勢。”

除了特色性能和功耗優(yōu)勢，開麗軍也談到了安森美開發(fā)平臺支持方面的優(yōu)勢，安森美的每一款圖像傳感器產(chǎn)品都擁有強(qiáng)大的開發(fā)支撐。“針對用戶方案加速開發(fā)，我們的產(chǎn)品比如XGS系列都是家族化設(shè)計，不同像素產(chǎn)品的PCB是相同的。也就是說，用戶只需要做一塊PCB就能夠完成在安森美同系列產(chǎn)品間的迭代。通過芯片和評估板兼容，以及針對重點(diǎn)領(lǐng)域的參考設(shè)計，幫助客戶快速完成方案部署。”他最后說。