訪安森美智能感知部工業及消費應用大中華區市場經理 Annie Tao
近日，安森美半導體繼續在智能感知領域擴充新產品，推出適用于工業和商業相機用的Hyperlux LP圖像傳感器系列，該系列基于1.4 µm 像素，提供業界領先的圖像質量和低功耗，大幅提高圖像性能，即使在惡劣的照明條件下也能捕獲清晰、生動的圖像。Hyperlux LP系列高性能如何體現？有哪些特殊設計可以幫助實現高質量圖像和低功耗性能？未來規劃是怎樣的……帶著這些問題，中電網與安森美智能感知部工業及消費應用大中華區市場經理 Annie Tao一起探討關于Hyperlux LP圖像傳感器系列的更多細節。
安森美智能感知部工業及消費應用大中華區市場經理 Annie Tao
高性能滿足特殊場景需求
Annie稱，相較于傳統消費類行業，工業和商業用相機會要求更高速、更高分辨率的性能來滿足日益增長的工業生產效率，商業用相機則需要更低功耗、更緊湊的性能來滿足消費者對日常電子設備可隨身攜帶、可供電、續航更久的需求。
Hyperlux LP是安森美推出的一系列低功耗的高質量圖像傳感器產品，應用場景覆蓋智能門禁、安防攝像頭、增強現實（AR）/虛擬現實（VR）/擴展現實（XR）頭戴裝置、工業檢測，物流，醫療和視頻會議等。該產品具備超低功耗技術，并內置運動偵測喚醒功能，在增強了設備偵測能力的同時，更加有效可靠地降低了功耗。值得一提的是，與友商同類型產品相比，功耗減少了近一半。低功耗，高性能，低成本的優勢使其具有非常好的競爭力。并且產品有黑白、彩色以及RGBIR版本，給不同應用市場提供了多種選擇。
同時，Hyperlux LP系列具有非常優秀的、高分辨率的圖像解析能力，客戶可以根據使用情況，選用不同分辨率的產品。另外，該產品系列采用堆疊式架構設計，能最大限度地減少產品體積，最小型號小如一粒米，成為受尺寸限制困擾的緊湊型設備的理想選擇，大大適應了相關領域產品的發展需求。
目前，Hyperlux LP系列AR0830、AR2020、AR0544三款產品圖像分辨率有所差異，應用場景也有所不同。
AR0830，分辨率為 8.3 MP (3840 × 2160)，是使用最為廣泛的4K圖像傳感器，不僅在機器視覺中可以廣泛應用，更適合用來拍攝4K視頻，用在人眼視覺的一些應用上，不論是緊湊型的AR/VR相機、視頻會議相機，還是安防監控行業，醫療等行業都很適合。
AR2020，分辨率為 20 MP (5120 × 3840)，支持片上圖像縮放功能，智能開窗，超級低功耗性能，并且支持運動喚醒功能，特別適合視頻會議相機和工業檢測，以及AR相機和生物識別等應用。
AR0544，分辨率為 5 MP (2592 × 1944)，元件的整體功耗更小，用在穿戴式應用中非常合適。
專有技術，幫助實現超低功耗
工業和商業用相機通常會被放置在難以更換電池或充電的位置，因此低功耗成為一個關鍵需求。Annie表示，安森美采用專有技術，在所有工作條件下都能提供卓越的圖像質量，并以超級低的功耗實現高性能。當產品功耗極低的情況下，使用電池供電的設備續航能力大幅提高；低功耗減少了熱量的產生，因此并不需要散熱器，成本也會更低；產品圖像的熱噪聲也能得到很好的控制，從而達到更高性能的圖像效果。而這在越來越普及的緊湊型及便攜電池供電的設備中是非常需要的一個功能，也是評估一個圖像傳感器的重要指標參數。
先進架構設計，克服常見圖像質量問題
圖像傳感器從pixel設計分為全局快門和卷簾快門，Hyperlux LP圖像傳感器系列屬于卷簾快門，圖像一致性和圖像噪聲性能更加優秀。從pixel工藝的角度分為前照式、背照式、堆棧式，Hyperlux LP 系列采用了1.4um 背照式pixel，并采取了堆棧式工藝，可疊加更多的數字電路，將更多的功能集成在芯片內部，同時又不需要增加傳感器的面積，最大限度擴展了感光區域及響應性能。安森美先進的架構設計，克服了常見的一些圖像質量問題，不論是噪聲還是設計產生的偽影現象都有很好的控制。
傳感器的未來離不開堆棧式架構
Annie認為，堆棧架構一定是未來傳感器的趨勢，而要想實現越來越多計算功能的集成，一定離不開堆棧這一工藝技術。伴隨著圖像傳感器的用途不再是感知這么簡單，如今不少處理與計算也要在傳感器內部完成，所以才需要用到多層堆疊的堆棧技術。以Hyperlux LP圖像傳感器系列為例，就采用了背照式堆棧技術，在其內部嵌入了單次曝光的HDR功能的合成算法，從而以更低的系統功耗、帶寬和成本實現更高動態范圍。
堆棧式圖像傳感器的各個晶圓層不一定非得選擇同一個工藝打造，比如數字邏輯層可以選擇更加先進的工藝，從而集成更多的處理單元和功能，將整個傳感器打造成一個高度智能化的器件。如此就能降低對后端處理器的性能需求，簡化整個相機系統。工業智能化的發展離不開堆棧式工藝加持的。
在幫助提高圖像質量和傳感器性能方面，安森美更是在Hyperlux LP中集成了智能運動偵測喚醒技術，采用了獨有的Motion-DCT 算法，結合圖像傳感器的scale或binning技術在獲取的較低分辨率圖像上快速實時準確地做出運動偵測。另外運動偵測技術支持感興趣區域選擇功能，可以進一步降低系統功耗。即將整幅圖像分成若干區域，供用戶選擇是否使用該區域圖像做運動偵測，以避免無效區域，從而降低算法的計算量，提升檢測速度及降低功耗。此外，該產品還有紅外波段相應的增強，可以廣泛應用在安防監控醫療等行業。
圖像傳感器可以集成AI功能？
Annie解釋道，如今，AI已用于60％以上的計算機視覺應用程序中，而AI在制造應用程序中的增長已超過50％年復合增長率。AI是我們需要的新工具，用于管理來自工業成像的不斷增長的數據集，以實現工業4.0。用于成像的AI決策已從云過渡到邊緣-遷移到與成像系統本身相鄰或并入其中的計算機系統。例如把AI的訓練環節保留在GPU或云端，利用堆棧工藝可以將決策或甚至與之相關的一些預處理集成到圖像傳感器本身上，比如在傳感器上集成用于圖像識別的低層或者小算力的卷積神經網絡層。這些AI功能集成在圖像傳感器中或將成為可能。
未來將追求更高性能的產品
在談及安森美對于未來圖像傳感器產品規劃時，Annie稱，從安森美近一年發布的新圖像傳感器產品可見，圖像行業都在追求著，優秀的超級低功耗性能，卓越的圖像質量和更多的片內集成化功能，以及越來越高的動態范圍，安森美也不例外，在圖像傳感器開發方面持續以上技術路線的發展。除此之外，更高的分辨率來適應市場上更高端的應用需求，更快的幀率來適應高速發展的生產檢測需求。隨著AI技術的發展和5G傳輸的實現，安森美在接口、計算、尺寸、功耗，工藝等都會做更好的規劃。 |
