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Global Shutter為AI 點睛

作者: 時間:2018-10-24 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  在拍照的時候,Rolling Shutter成像過程如下圖:

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201810/393292.htm

  左邊,是一個常見的場景(上面風扇,下面小汽車),Rolling Shutter對它進行逐行掃描,成像結(jié)果如右圖。面對一個運動中的物體,Rolling Shutter是一行一行曝光,采集畫面,所以形變非常嚴重。而Global Shutter是所有像素同時曝光,所以不會產(chǎn)生此形變。

  (圖片來源于網(wǎng)絡(luò))

  之所以Global Shutter 能夠做到全局曝光,跟Rolling Shutter相比,主要是Global Shutter在每一個像素上都增加了一個存儲單元,才使得所有的像素能夠同時曝光。

  同Rolling shutter相比,Global shutter的sensor可以很好的解決以下問題:

  1. 高速物體變形 (左圖是采用Global shutter技術(shù)的 SmartSens SC132GS拍攝的圖片,右圖是 Rolling shutter sensor拍攝的圖片)。

  可以明顯看出用Rolling shutter sensor拍攝高速運動的風扇,物體會變形。

  (圖片來源于SmartSens)

  2. 明暗現(xiàn)象 (左圖是采用Global shutter技術(shù)的 SC132GS拍攝的圖片,右圖是沒有采用HDR技術(shù)拍攝的圖片)

  在光線有明暗變化的時候,左圖Global shutter sensor 不會有明暗瑕疵,可以做到單幀HDR。

  (圖片來源于SmartSens)

  成像技術(shù)不停的演進,促進了的發(fā)展。通過,大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),帶動了智慧城市的建設(shè)。智能安防,智慧交通,智慧工廠,智慧商業(yè),智能家居,都能看到Camera的身影。一般情況下,Rolling shutter技術(shù)就足夠了,但若要捕捉高速運動物體,或在環(huán)境光條件不理想的情況下獲取清晰圖像的時候,使用Global Shutter技術(shù),無疑會帶來更好的效果。

  1. 智慧安防

  目前來看,最容易落地的就是安防領(lǐng)域。通過AI技術(shù),將監(jiān)控中的人準確無誤的抓拍下來,可以最大化的實現(xiàn)監(jiān)控目的。一般情況下,安防Camera主要抓拍的都是行人,都是慢速運動的物體,Rolling shutter sensor就可以勝任。但若通過Global shutter sensor,則可以在高速移動的拍攝場景中有效降低圖像畸變,避免了抓拍時,人物或物體運動帶來的斜坡晃動現(xiàn)象,以及人臉模糊的問題,從而提供更清晰的圖像。因此在高速違章查處,卡口ETC等需要道路監(jiān)控的地方,Global Shutter比Rolling Shutter更加勝任。

  2. 智慧交通

  為了讓城市交通更加便利,疏導(dǎo)公共交通,智慧交通系統(tǒng)是解決交通發(fā)展瓶頸的有效手段之一。高速違章查處,卡口ETC,十字路口的道路監(jiān)控,停車場的智能管理,道路流量監(jiān)測,電子警察等都離不開成像技術(shù)。只有準確的成像信息,才能更加準確地判斷當前的路況以及車輛的情況,才能更好地實現(xiàn)智慧交通。這個時候,Global shutter可以更好的助力智慧交通。

  為了實現(xiàn)智慧交通,從汽車角度來看,新型汽車都在從ADAS輔助駕駛向自動駕駛的方向演進。無論是輔助駕駛還是自動駕駛,汽車的中控芯片對sensor接收下來的圖像信息要求越來越高。中控芯片需要sensor在車輛高速運動中,不僅提供沒有變形的清晰圖片,還需要提供周邊物體與車輛的距離。而Global shutter sensor一方面可以避免車輛高速運動時,Rolling shutter sensor 拍攝變形的問題,另外一方面,結(jié)合結(jié)構(gòu)光技術(shù)(接收sensor是Global shutter的)或者雙目攝像頭(兩個攝像頭若都是Global shutter最好)技術(shù),就可以提供更清晰的圖像,以便于中控更加精準的計算出周邊物體與車體的距離,判斷當前的路況,判斷交通燈的狀況,才能使車輛行駛更加安全。

  (圖片來源于網(wǎng)絡(luò))

  3. 智慧工廠

  由于Global shutter sensor可以清楚的還原高速運動中的物體的形態(tài),有效避免Rolling shutter sensor 擔心圖像質(zhì)量而降低自動流水線的速度問題。所以大型工廠在檢測,質(zhì)量管控,機械臂操作,物流,測量等自動化生產(chǎn)時,使用Global shutter可以提高生產(chǎn)效率。

  4. 智慧商業(yè)

  隨著支付寶,微信支付的發(fā)展,國內(nèi)二維碼支付變得非常流行。而對于店家來講,掃碼設(shè)備的需求也在增長。對于掃碼設(shè)備來講,若用Global shutter sensor可以使掃碼設(shè)備的可識別區(qū)域變長,使用戶擁有更優(yōu)的體驗感。

  (圖片來源于SmartSens)

  5. 智能家居

  家用設(shè)備若要智能化,也需要Camera的幫忙。比如,掃地機器人。掃地機器人若想將屋內(nèi)的空間測量出來或者識別前方是否有障礙物,都離不開Camera這只眼睛。同樣,Global shutter則可以幫助掃地機器人更加精準的獲得距離信息,使得掃地機器人更加智能化。

  雖然說Global Shutter 有很多優(yōu)勢,但是也無法完全替代Rolling Shutter。Global shutter sensor適用于拍攝高速運動物體,或AI應(yīng)用中基于機器視覺算法的智能感知技術(shù)(vSLAM/手勢跟蹤識別/光流等算法),Rolling Shutter sensor則適用于拍攝運動速度相對較慢的物體或場景,可獲得更高的成像信噪比。而且由于Global shutter 需要對每個像素都要增加一個存儲單元,這樣增加了sensor的生產(chǎn)難度以及成本。

  考慮到BSI在低照條件下的成像亮度和清晰度都比FSI有更大的優(yōu)勢,可以有效增加Global shutter sensor在應(yīng)用場景上的拓展,適應(yīng)性更廣,SmartSens首創(chuàng)將BSI技術(shù)和Global shutter技術(shù)相結(jié)合,發(fā)布了多款基于BSI(背照式)的Global Shutter sensor產(chǎn)品。

  AI和IoT的發(fā)展,影響著人們的生活,甚至在改變?nèi)藗兊纳睢6鰹锳I和IoT的眼睛,Camera sensor的技術(shù)發(fā)展也間接影響著AI和IoT的發(fā)展。SmartSens的理念是服務(wù)于應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展趨勢,根據(jù)市場和應(yīng)用技術(shù)的需求,將看清萬物的“眼”做到極致。通過不斷完善提升CMOS成像傳感器的設(shè)計和制造能力,為AI和IoT點睛。


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關(guān)鍵詞: AI 人工智能

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