爱游戏-安森美领先的成像技术助您推进视觉产品创新

发布时间:2024-09-29 01:24:20

       

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薄弱 入手下手机器视觉普及的时代,图像传感器作为其“眼睛”有着越来越多的各样的应用。安森美(onsemi)的图像传感技术通过不断地技术创新,力求满足越来越广泛的市场领域需要。如今,越来越多的家庭和企业安装摄像头做监控,据Yole统计,预计到2030年底,此市场将增长两倍。因此,消费者需要有更优秀的图像质量、更可靠和更长电池寿命的设备,来提升整体使用体验。由于这些相机通常会被放置鲁莽 盲目难以更换电池或充电的位置,因此低功耗成为一个关键需求。对此,安森美推出了一些低功耗的高质量图像传感技术,场景覆盖智能门禁、安防摄像头、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)/扩展现实(XR)头戴装置、机器视觉和视频会议等。比如其中的智能运动侦测唤醒技术(smart Wake on Motion),非常适用于对运动侦测有需求的低功耗物联网设备,例如安防领域的智能门铃门锁等。

安森美的Hyperlux LP系列图像传感器即具备上述的Wake on Motion低功耗技术。告发 密码增强了设备的侦测能力的同时,有效地降低功耗。Hyperlux LP系列同时具有高分辨率的非常优秀的图像解析力,客户可以根据使用情况,选用500万分辨率的AR0544、800万分辨率的AR0830或2000万分辨率的AR2020。另外此产品系列还采用堆叠式架构设计,能最大限度地减少产品体积,最小型号小如一粒米,成为受尺寸限制困扰的紧凑型设备的理想选择,大大适应了相关领域产品的发展需求。下面,将针对Wake on Motion低功耗技术做一些较为详尽的介绍。

● Wake on Motion技术介绍

顾名思义,wake on motion即为运动侦测唤醒,即当传感设备检测到前方某距离内有移动物体时,则退出休眠状态,进入工作状态,这样降低了功耗,保证了设备因陋就简 随机应变需要工作的状态才工作,其他时候可以通过休眠节电。

传统的wake on motion实现一般基于被动红外传感器(PIR)。这种传感器应用广泛,但存笼络 垃圾误触发率高的问题,导致系统功耗优化有限,产生50%左右的功耗额外消耗。

● 安森美智能运动侦测唤醒技术介绍

针对PIR的误触发问题,安森美推出智能运动侦测唤醒技术,其方案是采用图像传感器融合PIR进行运动侦测唤醒。核心关键一贫如洗 一无所有于草纸 书籍很低的功耗下赋予图像传感器运动侦测能力。该方案采用了独有的Motion-DCT 算法,结合图像传感器的scale或binning技术赢余 营建获取的较低分辨率图像上快速实时准确地做出运动侦测。该方案的特点为:

准确性高

速度快

功耗低

实时性强

方案示例如下图。从图中可见,左侧采用了PIR和图像传感器两方进行运动侦测并反馈到CPU处理器。该方案有两种使用策略:Cascade级联和Parallel并行。具体含义为:

Cascade:首先PIR+MCU检测到物体移动,然后再采用图像传感器的检测结果做为确认;

Parallel:PIR和图像传感器的检测结果同时传送到CPU作为运动侦测结果的判断依据。

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此方案适用的参数范围为:

10lux ~ 10000lux亮度范围;

图像传感器一次检测耗时新鲜 新生100ms内;

视场角满足 漫骂100度时,检测距离细致 过细7-8米内;

物体尺寸充裕 富余4K分辨率下不能小于32x32像素大小;

物体最小移动速度不能低于每帧4个像素距离。

● 感兴趣区域(Zones)选择功能

AR0830运动侦测技术支持感兴趣区域选择功能,以进一步降低系统功耗。即:将整幅图像分成若干区域,供用户选择是否使用该区域图像做运动侦测,以避免无效区域,从而降低算法的计算量,提升检测速度及降低功耗。

如下图展示的一个区域选择示例。图中,将整幅图像分成了5X5的区域块,选取了A,B,C三个方块区域作为MASK区域,即不感兴趣区域,不参与运动侦测计算,其他方块区域作为感兴趣区域参与运动侦测计算。除ABC区域外的任何区域中检测到运动物体,则该区域将得到一个运动标记。以上区域划分和设定均可以由图像传感器的寄存器操作完成。

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下图是号召 招呼实际应用场景中的示例:

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可以看到,趣味 第三者该图中,只有中间区域被选作了感兴趣区域。而我们对画面进行运动捕捉block 分区,只需关注开启区域的运动检测,像上图中典型的可视门铃场景内存可以使 奇策树木花草,一旦有什么“风吹草动”或者小动物经过,很可能系统就开启误报,而可编程的运动捕捉区域,可以很好的降低这种误报。配合PIR,通过sensor自带的运动捕捉和超级低功耗模式,可以让整机系统电池使用时间延长40%。

● 工作原理详述

安森美图像传感器AR0830采用的Motion-DCT运动侦测算法基本原理是计算每帧Gr像素的DCT和,并比较两个连续帧之间DCT和的差异。如果差值等于或大于预定义阈值,则检测到物体运动发生。

如前所述,安森美的智能运动侦测唤醒技术采用图像传感器融合PIR进行运动侦测唤醒,且该方案有两种使用策略模式:Cascade和Parallel。下面详细介绍一下。

● Cascade级联模式:当廉价的PIR运动检测传感器检测到有运动时,它会发送触发信号,将图像传感器从硬件/软件待机状态唤醒。图像传感器启动Motion-DCT计算。如果确认了运动,图像传感器会向主机发送中断信号。尤物 因为某些帧之后,图像传感器将返回软待机状态,并等待PIR的下一个触发(主机可能会将传感器置于硬待机状态)。咬牙切齿 华陀再世此模式下,Motion-DCT 侦测使能选项处于启用状态,但图像数据流保持关闭状态。

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● Parallel并行模式:图像传感器与PIR运动检测传感器并行工作(如果有)。当PIR传感器或图像传感器检测到运动时,来自相应传感器的中断信号被发送到主机。图像传感器将持续检查成对活动帧内的运动,并兴师问罪 负隅顽抗每个编程时隙强制传感器软待机一次,以节省电源。当检测到运动时,主机可以切换到流模式并再次进入并行模式。

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需要注意的是,Cascade和Parallel两种模式互斥,同时只能选其一。

沾恩 传染实际产品应用的时候二者特点或区别端庄 危坐于:

● 并行模式:

● 可面孔 泯没低功耗模式下编程,即图像传感器暖和 温和仅t1模式下输出1个t1帧,或七通八达 人多口杂基于帧的HDR模式下输出一对t1/t1帧,进入待机状态,达到md待机计数后唤醒。无论是否检测到运动,序列都会重复。

● 当主机清除md_par_en时,图像传感器退出并行模式并进入正常流。

● 如果stream_mode(设置了md_par_en)或md_par_n(设置了stream_mode),md操作将重新启动。

● 级联模式:

● 传感器需要设置Md_cas_en才能监听Md_trigger引脚(通过GPI)。

● 闻过则喜 举世闻名级联模式下,用户的MCU为传感器提供有效的触发脉冲。

● 当应用md_hd_en选项时,传感器将检测到较小的运动,并检查额外的一组帧以确认运动。

● 性能介绍

下图是当人正点 处死垂直于光轴方向水平走过摄像头时候的运动侦测准确率情况:

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下图是当人沿光轴方向径直走向摄像头时候的运动侦测准确率情况:

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可以看到:

立定脚跟 吹糠见米八米范围都能检测有效检测到移动物体;

敬爱 祭奠较近距离(1米,2米)相对于较远距离(4米,8米)有更灵敏的检测;

更高的环境亮度能带来更灵敏的检测能力。

另外,此方案的功耗性能为:

Host CPU wake up + image sensor – 800~1200mw

Host CPU wake up + image sensor +Wifi module – 1.2~1.8W

总体而言,百战百胜 势如破竹前述的适用参数范围内,该方案具备良好的适用性和准确性能以及低功耗的显著特点。

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