電腦視覺與影像辨識應用,在消費電子與工業領域的重要性不斷提升,因此意法半導體(ST)推出全域快門(Global Shutter, GS)影像感測器電腦視覺,適用於深度感測、生物辨識、擴增實境(VR)/虛擬實境(AR)/混合實境(MR)與機器人/工業控制四大領域。
意法半導體亞太區影像事業部技術行銷經理林國志分析,影像感測器的感測方式可分為捲簾快門(Rolling Shutter, RS)與全域快門(Global Shutter, GS)兩種。捲簾快門是逐行拍攝,拍攝時間較長且曝光時間長,遇到快速移動的物體時影像容易變形,導致該影像無法用於視覺辨識,且其功耗較高,不利於Always-on的系統運作。
全域快門則是所有的像素同時曝光,能夠一次拍攝完整的影像,其拍攝時間短,遇到快速移動的物體時,也能獲得清晰的影像。因此,對於需要處理快速移動物件的電腦視覺系統,使用全域快門影像感測器,是較為理想的選擇。
目前全域快門影像感測器有兩個主要的應用,分別是工業與汽車座艙監控。在工業應用方面,最常見的是機器視覺能夠執行生產線上的檢驗、協助機器手臂分辨物件。機器人技術的發展中,以影像為基礎為機器人加值視力。
如果需要深度感測或立體視覺功能,可利用兩個單色NIR感測器的搭配,建立雙目照相系統,主要針對障礙距離的判定。第二彩色的感測器則針對物件判定,對機器人來說,不管要回避或是拿取物件,執行任何動作之前,都必須辨認物品後才開始動作。未來機器人對於物件與空間環境,更加精準與靈活的判斷,是機器人功能發展的兩大趨勢。
至於在汽車座艙監控方面,全域快門影像感測器可以應用在駕駛員監控系統(DMS)及車內/乘客監控系統(CMS/OMS)。由於駕駛的精神狀態與行車安全高度相關,因此駕駛監控系統,採用日間與夜間都可以使用的NIR鏡頭,透過監測駕駛的臉部,確保駕駛精神良好。車內監控系統則具備物體探測與辨識功能,使用彩色影像偵測,避免兒童獨自留在車內等危險狀況。
除了工業與汽車應用外,全域快門影像感測器也可以用來實現AR裝置的眼球追蹤,以及臉部辨識等生物辨識應用上。