以高性能圖像傳感器加速機器視覺應用落地
發布時間:2024-08-05 責任編輯:lina
【導讀】為了能推進實時決策、提高生產效率和自動化水平,各行各業都越來越關注裝備計算機視覺設備、嵌入式軟件、先進傳感器和機器人的智能工廠,從而提振了機器視覺市場。在工業領域,機器視覺用於電子元件分析、特征識別、物(wu)體(ti)和(he)圖(tu)案(an)識(shi)別(bie)及(ji)材(cai)料(liao)檢(jian)驗(yan),可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)不(bu)同(tong)過(guo)程(cheng)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)化(hua),通(tong)過(guo)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)發(fa)現(xian)故(gu)障(zhang)。由(you)於(yu)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)能(neng)夠(gou)減(jian)少(shao)人(ren)工(gong)操(cao)作(zuo)並(bing)提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)製(zhi)造(zao)的(de)精(jing)度(du),因(yin)此(ci)備(bei)受(shou)歡(huan)迎(ying)。
根據 Expert Market Research 的報告,2023 年全球機器視覺市場規模達到了約 108.8 億美元。預計 2024 年至 2032 年期間,該市場將以 7.90% 的複合年增長率 (CAGR) 增長,到 2032 年將達到近 215.1 億美元的規模。工業 4.0 和工業物聯網 (IIoT) 等先進創新技術的采用和實施,是推動機器視覺市場增長的主要動力之一。
為了能推進實時決策、提高生產效率和自動化水平,各行各業都越來越關注裝備計算機視覺設備、嵌入式軟件、先進傳感器和機器人的智能工廠,從而提振了機器視覺市場。在工業領域,機器視覺用於電子元件分析、特征識別、物(wu)體(ti)和(he)圖(tu)案(an)識(shi)別(bie)及(ji)材(cai)料(liao)檢(jian)驗(yan),可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)不(bu)同(tong)過(guo)程(cheng)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)化(hua),通(tong)過(guo)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)發(fa)現(xian)故(gu)障(zhang)。由(you)於(yu)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)能(neng)夠(gou)減(jian)少(shao)人(ren)工(gong)操(cao)作(zuo)並(bing)提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)製(zhi)造(zao)的(de)精(jing)度(du),因(yin)此(ci)備(bei)受(shou)歡(huan)迎(ying)。

高性能圖像傳感器如何選?全麵理解性能的多個維度
圖像傳感器的關鍵性能包括分辨率、靈敏度、動態範圍、zhenlvhezaoshengshuiping。fenbianlvjuedingtuxiangdexijieheqingxidu,gaofenbianlvchuanganqishiyongyuxuyaojingxijiancedeyingyong,ruyiliaochengxianghezhiliangkongzhi。lingminduyingxiangzaidiguanghuanjingxiadebiaoxian,gaolingminduchuanganqishiheyeshiheanfangjiankong。dongtaifanweijuedingchuanganqizaigaoduibiduchangjingzhongdebiaoxian,guangfanyingyongyujiaotongjiankonghegaodongtaifanweichengxiang。zhenlvyingxiangshishixing,gaozhenlvchuanganqishiyongyuyundongjiancehezidongjiashi。zaoshengshuipingzeyingxiangtuxiangzhiliang,dizaoshengchuanganqizaijingmicelianghekexueyanjiuzhongzhiguanzhongyao。zonghezhexiexingneng,tuxiangchuanganqidexuanzezhijiejuedingleyingyongdexiaoguohekekaoxing,keyicongzhexieweiduqupinggutuxiangchuanganqidexingneng:
分辨率:每幀或每幅圖像的信息量是水平像素數 x 與垂直像素數 y 的(de)乘(cheng)積(ji)。與(yu)消(xiao)費(fei)級(ji)相(xiang)機(ji)不(bu)同(tong),機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)應(ying)用(yong)不(bu)需(xu)要(yao)極(ji)高(gao)的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)。分(fen)辨(bian)率(lv)過(guo)高(gao)會(hui)造(zao)成(cheng)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)更(geng)大(da)的(de)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)器(qi)帶(dai)寬(kuan),進(jin)而(er)導(dao)致(zhi)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)無(wu)謂(wei)地(di)增(zeng)加(jia)。用(yong)戶(hu)必(bi)須(xu)根(gen)據(ju)要(yao)掃(sao)描(miao)的(de)相(xiang)關(guan)物(wu)體(ti)和(he)物(wu)體(ti)上(shang)提(ti)供(gong)的(de)光(guang)量(liang)選(xuan)擇(ze)分(fen)辨(bian)率(lv)。
光學格式:將鏡頭聚焦光線的投影與傳感器的像素陣列相匹配,以覆蓋傳感器(並充分利用分辨率)。
長寬比:無論是 1:1、3:2 還是其他比例,最佳排列都應與目標視野的布局相對應,以免分辨率超出應用需求而造成浪費。
幀率:如果目標正在快速移動,那麼每秒需要拍攝足夠多的圖像來“凍結”運動,並與所要成像的物理空間保持一致。但與分辨率一樣,拍攝速度隻需要能夠解決對應的問題就夠了。
動態範圍 (DR):最zui大da阱jing容rong和he讀du取qu噪zao聲sheng等deng因yin素su決jue定ding了le動dong態tai範fan圍wei,即ji最zui大da信xin號hao與yu最zui小xiao信xin號hao之zhi比bi。動dong態tai範fan圍wei越yue大da,傳chuan感gan器qi就jiu越yue能neng更geng好hao地di捕bu捉zhuo應ying用yong場chang景jing中zhong從cong亮liang到dao暗an的de漸jian變bian細xi節jie。
卷簾快門與全局快門:當dang前qian大da多duo數shu傳chuan感gan器qi都dou支zhi持chi全quan局ju快kuai門men,即ji所suo有you像xiang素su行xing同tong時shi曝pu光guang,從cong而er消xiao除chu運yun動dong引yin起qi的de模mo糊hu。但dan是shi,實shi現xian全quan局ju快kuai門men所suo需xu的de傳chuan感gan器qi上shang電dian子zi器qi件jian會hui增zeng加jia一yi定ding的de成cheng本ben,因yin此ci對dui於yu某mou些xie應ying用yong來lai說shuo,使shi用yong卷juan簾lian快kuai門men傳chuan感gan器qi仍reng然ran是shi有you意yi義yi的de。
像素大小:物理像素越大,所能接納的光子就越多。一般來說,傾向於使用大像素。但這樣一來,就需要耗費更多的矽麵積來支持所需的 x x y (x by y)陣(zhen)列(lie)以(yi)實(shi)現(xian)相(xiang)應(ying)的(de)分(fen)辨(bian)率(lv),並(bing)且(qie)需(xu)要(yao)更(geng)大(da)的(de)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong),進(jin)而(er)導(dao)致(zhi)物(wu)料(liao)單(dan)成(cheng)本(ben)上(shang)升(sheng)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)像(xiang)素(su)需(xu)要(yao)複(fu)雜(za)的(de)光(guang)路(lu)設(she)計(ji)才(cai)能(neng)實(shi)現(xian)良(liang)好(hao)的(de)光(guang)學(xue)分(fen)辨(bian)率(lv)。
光學傳感器可用於深度感知、環境中的定向和交互,shiweiyinenggoujianceyansedechuanganqifangan。zhideyitideshi,caiyongquanjukuaimendetuxiangchuanganqitongshicunchuzhenggetuxiangzhongdexiangsushuju,ermeiyouyundongweiying,yincifeichangshiheyongzaisichuyidongshi。juanliankuaimenchuanganqijuyougenggaodedongtaifanwei,yincikeyizaijiaochadezhaomingtiaojianxiagenghaodigongzuo。quanjukuaimenzaibuzhuoyundongchangjingfangmianjuyouyoushi,bingqienengweikaifazhehezhizaoshangdailaiqitahaochu。erzuidaxiandudijianshaoyundongweiyingshiquanjukuaimendeyigezhuyaoyoushi。quanjukuaimenchuanganqiyicikeyibuhuozhenggetuxiang,yincibimianlejuanliankuaimentuxiangzhongkenengchuxiandeshizhenheweiying,youqishizaibuzhuokuaisuyidongdewutishi。
基於安森美多個係列圖像傳感器實現機器視覺應用落地
對於機器視覺應用落地來說,圖像傳感器的高分辨率、低噪聲、高幀率、大動態範圍、低功耗以及高性價比等特性非常關鍵的。安森美通過其XGS、PYTHON、Hyperlux LP係列圖像傳感器,以高分辨率、低噪聲、高幀率、大動態範圍、低功耗和高性價比等特性,滿足工業機器視覺應用對精準、智能、高效的需求,加速機器視覺在工業自動化、智能製造等領域的落地應用。

由you於yu采cai用yong了le全quan像xiang素su架jia構gou,安an森sen美mei傳chuan感gan器qi在zai所suo有you光guang照zhao條tiao件jian下xia都dou能neng保bao留liu更geng多duo細xi節jie,即ji使shi在zai低di光guang條tiao件jian下xia也ye不bu例li外wai。可ke擴kuo展zhan的de產chan品pin係xi列lie能neng夠gou減jian少shao係xi統tong開kai發fa成cheng本ben和he時shi間jian。
PYTHON 係列 全局快門圖像傳感器是針對典型機器視覺應用(包括檢查、跟蹤、測量等)進行優化的產品線。該係列提供基於 4.5um 或 4.8um 像素的 8 種分辨率,從 VGA 開始,最高 2500 萬像素。幀率為 >800fps 至 80 fps 不等,具體取決於分辨率。所有 PYTHON 器件都有獨特的“二次方增速”特性,即幀率的增加取決於所讀取的感興趣區域的垂直和水平尺寸。PYTHON 有黑白、彩色和近紅外增強三種版本,同時針對選定的分辨率提供多種速度和質量等級選項。
Hyperlux SG 係列 Hyperlux SG 是一款多功能攝像頭,可用於多種用途,包括 AR/VR、機器視覺、條形碼掃描和設備檢查。它有許多非常適合這些應用的特性,包括:最大限度減少運動偽影的全局快門傳感器、可編程的感興趣區域 (ROI)、適應動態照明的自動曝光和控製、用於精確主動照明的觸發和頻閃控製,以及適用於電池供電設備的低功耗運行。今年將會推出更多具有出色特性的傳感器。
XGS 係列 安森美的圖像傳感器係列(也稱為 XGS)集高性能、緊湊像素和低功耗等特性於一體。它提供多種分辨率,從 230 萬至 4500 wanxiangsubudeng,shiyongyuguangfandeyingyong。chuanganqihaicaiyongquanjukuaimensheji,zheyiweizhesuoyouxiangsutongshibuhuoguangxian,congerjianshaoshizhenhejuanliankuaimenxiaoying。ciwai,chuanganqihaiyouheibaihecaiseliangzhongxuanze。
機器視覺技術發展趨勢展望
suizhegongyezidonghuahezhinengzhizaodebuduanfazhan,jiqishijiaojishuzhengyinglaiqiansuoweiyoudezengchang。ansenmeizuoweixingyelingxiandetuxiangchuanganqigongyingshang,pingjiejishuchuangxintuidongzhejiqishijiaoyingyongdejiasuluodi。weilai,tuxiangchuanganqifenbianlvdejinyibutishengyimanzuduigenggaotuxiangzhilianghexijiebuzhuodexuqiu。tongshi,digonghaohegaodongtaifanwei(HDR)技術的進步將使圖像傳感器在惡劣光照條件下也能提供卓越的圖像性能,這對於工業檢測、自動化裝配線等應用至關重要。此外,隨著人工智能(AI)技(ji)術(shu)的(de)融(rong)合(he),圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)更(geng)加(jia)智(zhi)能(neng)化(hua),能(neng)夠(gou)在(zai)邊(bian)緣(yuan)進(jin)行(xing)更(geng)複(fu)雜(za)的(de)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)和(he)分(fen)析(xi),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)效(xiao)率(lv)和(he)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)。安(an)森(sen)美(mei)正(zheng)通(tong)過(guo)不(bu)斷(duan)的(de)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin),引(yin)領(ling)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)技(ji)術(shu)向(xiang)更(geng)高(gao)效(xiao)、智能、精準的方向發展。
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