Global Shutter为AI 点睛

关键词： SmartSens , CMOS传感器 , 快门

来源：思特威SmartSens Technology

前言：

AI（人工智能），是目前科技行业最火的话题。从Alpha Go战胜围棋世界冠军柯洁，到德勤与Kira Systems 联手，将AI引入会计、税务、审计等财务工作领域，可以看出，AI离我们的生活越来越近了。

AI到底能做什么，每个人都有自己的看法，大家对AI有着非常多的期待，期待AI能够解放人类双手，提高人类的工作效率。但不管怎么样，大家都希望AI可以让机器像人一样思考学习，像人一样听懂语音识别，像人一样控制运动，像人一样进行视觉识别，用机器实现目前所有必须借助人类智慧才能实现的任务。

在AI技术里，人工神经网络非常关键。在人工神经网络模型中，其结构分为输入层，隐藏层和输出层。（如下图）

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而做为AI的输入，目前主要是通过视觉输入和语音输入。为了让机器像人一样进行视觉识别，目前最重要的器件就是Camera sensor。Camera sensor就像机器的眼睛，为机器感知周围的世界。Camera sensor的拍照效果，跟很多参数有关，曝光时间是图像传感器其中一个重要的参数，而快门速度则会影响到Camera sensor的曝光时间。

那什么是快门呢？

快门主要用来控制摄像头传感器的有效曝光时间。一般而言快门的时间范围越大越好。若想抓到急速移动的物体，就需要快门速度越快越好。而若需要看到夜晚的车水马龙，就需要快门时间越长越好。

目前主要由两种曝光Shutter技术： Rolling Shutter 和 Global Shutter

Rolling Shutter：

Rolling Shutter的sensor 的曝光是按照逐行曝光的方式实现。在曝光开始的时候，Sensor逐行扫描逐行进行曝光，直至所有像素点都被曝光。当然，所有的动作在极短的时间内完成。不同行像元的曝光时间不同。

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（图片来源于网络）

Global Shutter：

与RollingShutter不同，是整幅画面同一时间曝光实现。摄像头传感器sensor的所有像素点同一时间感应光线，同时曝光。Sensor读出的是同一时间的同一画面。

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（图片来源于网络）

下面有两张图可以介绍这两种技术：

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(图片来源于网络）

左边的图是Rolling shutter的曝光方式，逐行扫描。而右面的图则是Global Shutter的曝光方式，所有像素点一起曝光。
在拍照的时候，Rolling Shutter成像过程如下图：

左边，是一个常见的场景（上面风扇，下面小汽车），Rolling Shutter对它进行逐行扫描，成像结果如右图。面对一个运动中的物体，Rolling Shutter是一行一行曝光，采集画面，所以形变非常严重。而Global Shutter是所有像素同时曝光，所以不会产生此形变。

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