新兴的视觉物联网方案满足不同的应用需求

关键词： AR0144 , 视觉 , 图像传感

安森美半导体供稿

物联网(IoT)将涉及大量的边缘设备，需要由FOG节点将处理后的数据进行聚合，进而发送到云/数据中心，然后从云/数据中心再发送最终的指令经由FOG到边缘设备。未来边缘设备的激增及添加人工智能(AI)进行分析处理的特征，要求尽可能降低功耗和更智能。边缘设备包括智能家居，其中有大量的新兴应用如安防、家电、助手和手势识别等涉及视觉IoT，直观/易用的成像子系统至关重要。

图像传感器领袖安森美半导体在视觉IoT领域具有独特的优势，包括广博的图像传感器阵容、领先行业并不断改进的成像技术、丰富的应用专知和现场应用工程团队支援等，满足不同的成像应用需求，推进更智能、更低功耗、新兴的视觉IoT应用的关键进展。

成像和机器视觉要求

视觉IoT涵盖人看到的成像和通过算法处理的机器视觉。例如，安防摄像机呈现出人类看到的成像，视觉助手属于机器视觉，可视门铃则在用户在家时直接提供成像，在用户外出时进行视频录制和比对，由于比对是通过算法进行处理，所以这时就属于机器视觉了。

对于传统的成像，特定需求是高的图像保真度。而对于机器视觉，性噪比和采样是重要的因素，要求能准确地捕获移动物体。

同时，成像和机器视觉对图像传感器也有一些共同要求：如在不同的光照条件下，有强的环境光和微光同时存在时，需要好的像素性能实现出色的用户体验；通常要求视场宽， 有时需进行鱼眼校正；具性价比。

安防是未来视觉IoT最大的一个应用领域

对于IP摄像机、外部摄像头、可视门铃等安防应用，图像品质、高动态范围(HDR)、微光性能和近红外(NIR)是关键的性能因素。差异化因素包括低功耗和在日光/星光下的成像。

AR0237用于入门级安防应用

安森美半导体的AR0237是适合这类应用的最具性价比的一款图像传感器，具有210万像素，分辨率1928 x 1088，能实现1080p/60 fps输出，提供出色的微光性能和HDR，支持高动态范围的长短交错曝光，在捕获到长曝光和短曝光的两个图像后，通过图像信号处理器(ISP)合成后，选择两个图像中最佳的曝光像素并最终合成为1张令您满意的图像。

AR0237有RGB和RGB-IR两种版本，其中RGB-IR版本增强的NIR灵敏度增强夜视能力，使得摄像头无需特别的滤色片进行日/夜的切换，同时使用红外差谱技术以避免颜色的失真。

超星光级AR0221：领先的微光灵敏度和信噪比

200万像素的AR0221采用4.2 um背照式(BSI)像素技术，提供出色的3重曝光行交错式HDR，分辨率1936 x 1096，支持1080p/30 fps的帧速率，信噪比最高达41.2 dB，其16:9的比例，具有鲜艳的色彩和高对比度。其它特性包括：阵列框选、自动黑电平校准和板载温度传感器、工业级工作温度范围、以4通道MIPI CSI-2和HiSPi SLVS的形式提供双数据接口，采用耐用、可靠且强固的iBGA封装。

图1很好地诠释了AR0221为何可称为超星光级的产品：两张图片都摄于无月光、无星光的夜晚，光照都小于0.01 lux，场景相同且都用相同的镜头，采用AR0221拍摄的图像明显比AR0237拍摄的图像更清晰，且AR0221仅使用了26倍增益，而AR0237使用了67倍增益。

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图1：AR0221与 AR0237成像对比

AR0430：具备同步深度映射功能、低功耗

AR0430曾获2018 CES嵌入式技术类创新奖，分辨率2316 x 1746，线性满井电荷容量超过15Ke-，从而提供HDR，采用Super Depth 技术实现同步视频和深度映射，能够提供距摄像机一米以内任何物体的30 fps视频流和深度图像，实现以手势分析来控制智能IoT设备以及建立增强实境(AR)/虚拟实境(VR)中简单3D模型等功能。

AR0430的低能耗性能使其仅需125 mW就能提供400万像素、30 fps输出；在低功耗监测模式下，功耗降至8 mW。这在电池供电应用中尤为重要。

在标准成像模式下，无论是日间还是夜间的光线条件，AR0430都能呈现高品质的图像。该器件的内置功能使用户能够从单一图像传感器同时获取彩色图像和深度图像，省下原本需要另外一个单独提供深度映射功能的传感器，从而降低成本。主要应用场景如1080p 120fps慢动作视频、1080p变焦、录像和HDR成像。

AR0431：集成近红外+(NIR+)能力、低功耗

AR0431是在AR0430的基础上增加了增强的NIR+灵敏度技术。如图2所示，创新的工艺使850 nm和940 nm光的灵敏度加倍，而不影响可见光灵敏度，从而帮助安防和物联网摄像机设计人员创建高灵敏度的夜间模式。增强的NIR+使AR0431即使在最暗的光照条件下也能实现更好的成像。与AR0430相比，AR0431用更少的NIR LED，可节省成本和功耗，或以较低的速度运行LED而省电。若与AR0430用相同的LED，可获得更好的细节，捕获更多的光。

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