新興應用不斷湧現 全域快門感測器大有可為

作者 : Anthea Chuang,EE Times Taiwan

隨著電腦視覺逐漸滲透到消費性電子、工業、車用…等領域,目前電腦視覺系統採用的全域快門感測器,也跟著搖身變為顯學…

電腦視覺相關應用已越來越普及,這是由於透過鏡頭捕捉到的資訊,可以轉化為各種有用的資訊,讓人們從生活到工作都變得更加智慧與便利。而隨著電腦視覺逐漸滲透到消費性電子、工業、車用…等領域,目前電腦視覺系統採用的全域快門(Global Shutter,GS)感測器,也跟著搖身變為顯學。

意法半導體(STMicroelectronics)亞太區影像事業部技術行銷經理林國志表示,電腦視覺可以說是人工智慧(AI)的分支之一,能讓電腦和系統從數位影像、視訊和其他的視覺輸入資料中擷取有意義的資訊,並根據這些資訊採取行動或提出建議。如智慧型手機的人臉辨識、超商產品條碼…等。

不僅如此,電腦視覺已將其觸角延伸至各類應用。林國志指出,電腦視覺應用可大致分為四類——深度感測、生物辨識、擴增實境(AR)/虛擬實境(VR)/混合實境(MR)及機器人和工業控制。這四類電腦視覺應用在不同的領域亦各自衍生出更多智慧、實用、便利的應用情境,例如裝置人臉辨識、智慧鎖、眼球/手勢/情感追蹤、無人機…等。這四類電腦視覺應用中,無論再衍生出何種創新的應用情境,都採用了全域快門感測器。

上述提到的應用為何皆將使用全域快門感測器?林國志說明,相較於目前仍屬主流的捲簾快門(Rolling Shutter,RS)感測器,全域快門感測器原理完全不同,該技術一次拍攝整幅影像,讓所有的畫素同時曝光,且拍攝時間與曝光時間非常短,只要拍攝物件不是快速移動的物體,其成像效果非常準確,因此功耗較低,適用於始終運作的電腦視覺系統。

反觀捲簾快門感測器,即便目前智慧型手機主鏡頭、自拍鏡頭、建築的監控鏡頭,甚至數位相機都是採用捲簾快門技術捕捉彩色影像,以滿足應用所需。這也意味著,為了要捕捉靜態影像和視訊拍攝,因此捲簾快門感測器需要較長的拍攝時間與較長的曝光時間,如此自然造成高功耗的結果;另外,捲簾快門原理是逐行拍攝,整個影像只有一幀(Frame,亦稱影格),若拍攝的是快速移動的物體,影像可能會扭曲,無法顯示拍攝物件原本的樣子。上述這些都是捲簾快門不適用於電腦視覺應用的原因。

有鑑於,全域快門感測器的優勢與未來前景,意法半導體在2020年推出全域快門感測器。林國志介紹,意法半導體的全域快門影像感測器,包括主動立體視覺或結構光鏡頭,可用於消費和工業、車輛…等應用領域。意法半導體全域快門感測器產品具備三大優勢:940nm具最高量子效率,可帶來極高的NIR敏感度;正方形感測器的解析度與鏡頭最佳配對,以及拍攝時間很短,能夠在確保準確成像的同時並降低系統功耗。

隨著AR和VR、人工智慧和元宇宙等新興影像應用不斷湧現,未來應用市場對電腦視覺技術的需求將水漲船高。林國志強調,全域快門技術在這些領域大有可為,若是使用者可以根據自己的需求,將全域快門感測器搭配ToF和環境光感測器等光學技術,將可滿足無限的未來應用需求。

 

 

 

 

 

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