CMOS图像传感器推动机器视觉技术系统软件的发展

其中以GlobalShutterspeed(以下简称GS)CMOS传感器为代表的光学镜头推动了机器视觉技术系统软件近年来的大发展趋势。17年，Stevie开始以创新的眼光理性布局其GS技术产品研发，并于2018年宣布全球首款商用服务——基于BSI清晰度处理技术的30万像素级GSCMOS光学镜头——sc031GS，成为CIS公司进入“消费机器视觉技术”主要宗旨的第一个巅峰。

无处不在的机器视觉技术

无人机越来越智能化了！很多 用户都有这样的感叹。以前无人机的实际操作都要站岗，怕突然被障碍物挡住，遭受轰炸飞机的惨烈灾难。现在的无人驾驶飞机完全可以躲闪，立即躲避导航路线上的各种障碍物，让很多 新手也可以随便操控。

智能无人机有哪些独特的技能？答案是要有机器视觉技术的技术支持。根据机器视觉技术的技术性，无人机不仅可以识别障碍物，还可以知道自身与障碍物的距离，从而准确避开障碍物，避开障碍物。

机器视觉技术的定义源于智能机器人行业，美国机器人行业协会将其定义为:“根据光电设备和非接触式传感器，自动接收并求解真实物体的图像，从而获得 所需的信息内容或用于控制智能机器人健身运动的设备。”

机器视觉技术往往以详细的系统软件形式出现，可分为电子光学成像、光学镜头、图像处理、IO、信息显示五大控制模块。其中以GlobalShutterspeed(以下简称GS)CMOS传感器为代表的光学镜头推动了机器视觉技术系统软件近年来的大发展趋势。

有了CMOS光学镜头，机器视觉技术不再是工业自动化行业的专有名词，已经很容易融入到我们的日常生活中，所以它也有了新的行业和“消费级机器视觉技术”的定义。比如智能扫地机进入很多家庭都配备了ADM3311EARU机器视觉技术，可以彻底清理脏乱。由于机器视觉技术的技术性，这种精致、方便、快捷的翻译笔可以理解多种语言。然而，工业自动化生产线仍然使用机器视觉技术系统软件来完全自动化具有精细纵横比的自动化技术的生产和制造以及不合格品的检查。

随着AI的应用，人脸扫描支付、人脸识别门禁系统/防盗锁等常见落地风格正以飞快的速度渗透到每个人的工作和日常生活中。即使是大型商场也不缺少基于AI和机器视觉技术的交互式智能视频机器设备的影子，如智能交互式交流电子显示屏、智能试衣镜等。

总的来说，CMOS光学镜头通过“消费者机器视觉技术”的桥梁，已经与我们的日常生活完美匹配。

CMOS传感器的新崛起。

互补金属氧化物半导体是一种流行的光学透镜技术，与以前的电荷耦合器件光学透镜相匹配。

1972年，贝尔实验室发明了电荷耦合器件光学透镜，美国国家航空航天局喷气推进实验室在JPL成功制造了互补金属氧化物半导体光学透镜。而CCD以高量子效率、高灵敏度、低暗电流、高一致性、低噪声的特点成为光学镜头销售市场的核心，直到90年代末CMOS才拉下神坛。

与CCD光学透镜相比，CMOS光学透镜具有功耗低、实际工作电压低、功能集成、性价比高等优点，但由于相关性弱、像素尺寸大，早期并没有得到高度重视。之后随着加工工艺水平的不断提高，CMOS光学镜头慢慢开始展现出CCD光学镜头所不具备的优势，在光学镜头行业抢占了市场。直到现在，手机和相机已经陷入了CMOS传感器的世界。

但是CMOS光学镜头没有停的意思。进入21世纪后，随着机器视觉技术在工业控制自动化、无人飞机和智能家居产品中的应用，CMOS光学镜头进入了新一波的发展趋势。

由于机器视觉技术的应用特点，CMOS光学镜头面临新的挑战。如果以前只规定精致多彩的成像，现在规定快速捕捉(高帧率)、不可见变化(全局快门速度)、不可见光下成像(近红外光谱仪提高技术)。毕竟这个服务项目的目标从人变成了设备。

GS的引入是一大创新。它促使CMOS传感器被曝光，以无损地拾取健身物体的图像，这对机器视觉技术行业具有积极的意义。

GS的基本概念是传感器可以额外扫描图像的所有区域。在全球定位系统传感器中，全分辨率用于额外捕获图像。

比如以前的背照式(BSI)传感器都有卷帘式的快门速度，在拍摄高速健身的物体时会产生“果冻效应”，导致物体严重变形。而全局快门速度的传感器可以根据传感器上的像素数同时捕捉光源数据信号，进而合理处理这个问题。

一家中国光学镜头工程设计公司最先了解到这一发展趋势。17年，Stevie开始以创新的眼光理性布局其GS技术产品研发，并于2018年宣布全球首款商用服务——基于BSI清晰度处理技术的30万像素级GSCMOS光学镜头——sc031GS，成为CIS公司进入“消费机器视觉技术”主要宗旨的第一个巅峰。

该产品创造性地将BSI像素设计和处理技术与GS光学镜头设计方案相结合，表现出频率稳定性更好、灵敏度更高、采样率更高的成像特性。可应用于智能读码机、无人飞行器、手势识别/vslam/深度信息/光流等图像识别技术的多种AI主要用途。，而GSCMOS传感器也进入了一个极其开放的室内空间发展趋势。

战略思维让GS传感器领风骚。

作为光学镜头行业的前沿，GSCMOS传感器的研发已经成为行业的焦点。特别是高像素GSCMOS的设计方案和制造阈值都很高。

幸运的是，以实兑为代表的中国高科技CIS公司已经在这个行业占据了主动。在不久前举行的SPM2020合作伙伴交流大会上，史蒂威创始人、CEO兼CEO徐晨博士强调，早在17年前由史蒂威合理布局的消费级GlobalShutter光学镜头销售市场，除了在智能安防的主要用途上保持领先的市场份额外，2020年也取得了优异的成绩，在消费级机器视觉技术行业的销量上位居世界第一。针对这样的销售市场测试成绩，Stevie在GS技术升级方面并没有停止自主创新的步伐。在SPM2020交流会上，徐晨博士进一步公布了史迪威2ndGenSmartGS的技术性，根据pixelsize的改进提高了感光度和微光的实际效果，改进率达到30%。另一方面，选择了工作电压域加载的并行处理，大大提高了单反较大的快门速度，提高了高速健身运动物体的清晰记录。据了解，根据新升级的电容器处理技术，这一技术细节可以将负载噪声降低一倍以上。此外，考虑到HDR地区的技术性，可以大大提高特殊部位的采样率，解决夜间拍摄信号指示灯过度曝光的问题，可以说是五彩缤纷。但是，下一代3rdGenSmartGS技术已经走上了产品研发的道路，估计2020年会和大家见面。

在topGS技术的支持下，实兑在2020年发布了几款GS产品，赋予了机器视觉技术不同的主要用途。比如启用智能舱DMS系统新升级的130W分辨率和全局快门速度的光学镜头SC133GS，选择2.7μm分辨率和1/4”电子光学规格。凭借史蒂威领导的GS的技术优势，可以立即为DMS系统显示无任何伪像的超清晰可识别图像，为系统软件进行即时准确的分辨率显示奠定坚实的基础，合理检测驾驶员的安全驾驶，确保安全驾驶。

在智能交通系统软件(ITS)的主要应用方面，steway也在2020年公布了SC410GS。该产品采用400万的BSI分辨率和全局快门速度技术，能够准确捕捉快速移动的物体，图像无尾影、无变形，大大提高了智能交通系统车牌号码的准确捕捉和高效识别。在SPM2020交流会上，实兑还现场展示了涵盖2-4车道的SC410GS具体应用测试图像，赢得了嘉宾的一致好评。

随后，实兑还将向ITS和SC035HGS(单色/彩色)产品发布像素更高的SC910GS(即900万BSI和GS技术融合产品)，这些产品在频率稳定性、高温成像、近红外光谱仪改进和HDR方面都有所升级，使大量人工智能和消费级机器视觉技术应用终端设备成为可能。

总结一下。

随着硬件配置方案的不断完善和计算能力的提高，机器视觉技术在几个行业的应用深度、广度和深度都在提高。作为关键部件，GSCMOS传感器将再次推动机器视觉技术的应用在各行各业进一步普及，给每个人的日常生活带来很多智能和快乐。