人工智慧的應用進入“深水區”，大量的計算機視覺技術也“走到前臺”。而計算機視覺的實現離不開影象感測器的支撐，在這方面全域性快門感測器以極具競爭力的成本、精準的測量成為首選的成像技術。
計算機視覺將走向全域性快門
計算機視覺作為人工智慧領域的一個分支，能夠讓計算機和系統從數字影象、影片和其它的視覺輸入資料中提取有意義的資訊，並根據這些資訊採取行動或提出建議。
ST亞太區影像事業部技術市場經理林國志介紹，從計算機視覺的應用場景來看，主要有四大類，一是深度感應，用於面容識別和3D掃描等應用場景。二是生物識別，這項應用採集人體各個部位的資訊並將其用於身份識別，包括人臉、掌紋和虹膜等。二是AR/VR/MR，在元宇宙的概念下熱度進一步升溫。四是機器人與工業控制，如無人機和清潔機器人在使用過程中需要避免相撞，需要物體檢測和場景分析能力，包括條形碼識別等。
而上述應用的實現都將透過一個關鍵載體，這就是全域性快門感測器。
之所以全域性快門“當道”，林國志對此解釋說，作為感測器兩種技術之一，捲簾快門感測器的設計是為了捕捉靜態影象和影片拍攝，因此擁有非常高的解析度和顏色處理能力。但其缺點在於，它是逐行拍攝影象，拍攝和曝光時間過長，如果拍攝物件是汽車這樣的快速移動物體，影象可能發生扭曲，而且功耗過高，不適合用於計算機視覺。而全域性快門的原理則完全不同，它是一次拍攝整幅影象，所有畫素同時曝光。而且成像效果準確，曝光時間短，功耗也低，未來計算機視覺將走向全域性快門。
針對這一市場需求，ST推出了兩類產品：一類是VD55G0，畫素為40萬；另一類是VD56G3，畫素為150萬。林國志補充說，這兩類產品擁有三大優勢：首先是感測器 940nm 具有最高的量子效率，這會帶來極高的 NIR 敏感度；其次，正方形感測器的解析度與鏡頭形成最佳匹配；最後，ST的感測器拍攝時間很短，在確保準確成像的同時降低系統功耗。
需要指出的是，捲簾快門畫素點常見的在1。1微米以下，而全域性快門通常在2。2微米以上。因而ST亞太區影像事業部技術市場高階經理張程怡分析，在傳統的消費照相、影像領域，捲簾快門感測器應當還是會大受歡迎的。而且，汽車ADAS或後視鏡仍將以捲簾快門感測器為主，但在駕駛者及乘客監控、汽車娛樂資訊系統以及汽車安全等領域，全域性快門感測器將得到大量應用。
全域性快門應用全面覆蓋
基於全域性快門感測器的優勢，其在消費、工業、汽車等不同領域找到了新的用武之地。
但顯然，不同行業對影象感測器的需求不同，需要分而治之。張程怡指出，對於智慧家居的應用需要考慮周全，因為使用者並不希望攝像頭全天候地監視，但又需要感測器帶來的舒適感。針對此，ST的全域性快門感測器開發了一系列人機互動的功能，如人數統計、人臉識別等。
在筆記本和PC領域，張程怡認為，應用全域性快門技術的意義在於可以進行面部識別、手勢控制、眼動追蹤、舒適度監測和隱私保護。此外，ST還提供ToF和ALS產品，可進行存在檢測、電池續航、螢幕亮度自動調節和隱私保護。
不得不說，智慧汽車對攝像頭的需求發展迅速。據Yole統計，2021年底車內攝像頭的市場滲透率約為 10%，而到2024年則將達到50%。
在車內攝像頭領域，車輛評估標準體系Euro NCAP 將車內監控系統分為兩類：一類是駕駛員監控系統DMS，另一類是客艙/佔用監控系統CMS/OMS。客艙監控+駕駛員監控二合一系統是將CMS、OMS和DMS進行結合，用單個攝像頭同時支援RGB和NIR。
針對此，ST推出兩代用於汽車的全域性快門感測器。
據介紹，第一代包括四類產品：VD5661A具有160萬分辨率，主要用於DMS。VD5761A具有230萬分辨率，因為屬於Mono也可用於DMS。此外，還有采用彩色RGB的 VD6763A和RGB-NIR一體化的 VD1762A。張程怡談到，這些產品有三大優勢，一是高對比度，能夠輸出對比度極高的影象意味著能夠獲取更加準確的資訊。二是RGB和NIR的資料管理做到非常靈活。三是高動態，從而在亮暗環境下也能獲得清晰的影象。
第二代產品 VB56G4A具備150萬分辨率，主要用於駕駛員監控，擁有三大優勢：首先是高靈敏度，NIR的高靈敏度意味著無需強勁的 LED 光源，因為LED耗能會帶來更高的功耗；其次是感測器面積小，意味著攝像頭模組也可以做得更小，安裝在各種機械裝置內部更加容易；最後是整合智慧自動曝光演算法，無需人工操作。
“未來ST將在畫素尺寸持續縮小、功耗最佳化以及演算法、工藝層面不斷創新和整合，進一步拓展市場。”張程怡最後強調。
可以說，ST全域性快門感測器具有其專有的畫素技術、更高的方形解析度以及多種嵌入式計算機視覺功能，可全面滿足計算機視覺應用要求。而且，ST提供的不僅僅是全域性快門技術，也可提供飛行時間和環境光感測器等光學技術，客戶可根據自己的需求，將這些不同產品整合在各類場景應用中，適應未來的應用需求。
（校對/李延）
