【導讀】今年以來，以ChatGPT為代表的大語言模型掀起了新一輪AIGC人工智能技術浪潮，而最近Meta推出圖像分割大模型SAM，使得用於自然語言處理的Prompt模式也開始被應用在計算機視覺領域。AI研究專家認為，SAM之於計算機視覺的意義
，就像是GPT之於大語言模型。

計算機視覺又被稱為機器視覺，是人工智能的感知智能領域之一，是機器設備收集
、理解信息的主要途徑，所以也通常被比喻為機器人的“眼睛”。在智能製造
、工業4.0轉型趨勢下，各類多模態人工智能技術的發展，推動著作為實現智能製造關鍵技術的機器視覺，也正乘風破浪衝向新藍海。

2023慕尼黑上海電子生產設備展同期舉辦的工業機器人革新與電子“智”造高峰論壇上，思特威科技工業和新興芯片部副總裁金方其發表了題為《逐浪機器視覺，思特威CIS助力打造工業“感知之眼”》deyanjiang。tabiyushuo，yuelaiyueduodejiqishijiaoyingyongxuyaozhinengzhongduanduixinxizuochujingzhunqiekuaisudecaijiyuchuli
，ruguoshuoshexiangtoushijiqishijiaodeyanjing，nameCMOS傳感器可以看作是這雙“眼睛”的視網膜。

機器視覺有望開啟CIS百億藍海市場

“在(zai)不(bu)久(jiu)的(de)將(jiang)來(lai)，各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)將(jiang)會(hui)成(cheng)為(wei)我(wo)們(men)生(sheng)活(huo)中(zhong)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。無(wu)論(lun)是(shi)在(zai)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)領(ling)域(yu)還(hai)是(shi)在(zai)家(jia)庭(ting)生(sheng)活(huo)中(zhong)，機(ji)器(qi)人(ren)都(dou)將(jiang)扮(ban)演(yan)著(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)的(de)角(jiao)色(se)。”金方其表示，“而機器人的核心技術之一
，就是機器視覺。它是機器人獲取信息的主要手段，也是機器人‘感知之眼’的核心。”

一個完整的機器視覺係統一般由光學係統(光源
、鏡頭
、工業相機)
、圖像采集單元
、圖像處理單元
、執行機構及人機界麵等模塊組成。隨著工業自動化技術的不斷發展，機器視覺在3C電子、新能源、汽車、半導體、光伏等智能製造等領域的應用越來越廣泛。智能製造技術需求不斷增加，推動著機器視覺市場正乘風破浪衝向新藍海。

“來自Yole的數據顯示
，到2026年機器視覺在工業和自動化的市場規模預計將超過百億元人民幣，作為機器視覺核心技術的CIS傳感器，也將在此趨勢下
，迎來日漸火爆的藍海市場。”他ta強qiang調tiao，思si特te威wei專zhuan注zhu高gao端duan成cheng像xiang芯xin片pian技ji術shu
，在zai這zhe片pian專zhuan業ye級ji的de市shi場chang，也ye將jiang繼ji續xu以yi客ke戶hu需xu求qiu為wei核he心xin，以yi高gao端duan創chuang新xin為wei驅qu動dong，不bu斷duan推tui出chu更geng加jia適shi合he機ji器qi視shi覺jiao的de智zhi能neng傳chuan感gan器qi產chan品pin。

成立以來，思特威CIS產品已賦能萬千智感視覺應用
，包括智能手機、安防監控
、車載電子

、工業4.0
、無人機、掃地機器人
、智能教育
、智能交通、生物識別等等。思特威將秉持“以前沿智能成像技術，讓人們更好地看到和認知世界”的(de)願(yuan)景(jing)
，以(yi)客(ke)戶(hu)需(xu)求(qiu)為(wei)核(he)心(xin)動(dong)力(li)，持(chi)續(xu)推(tui)動(dong)前(qian)沿(yan)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)升(sheng)級(ji)，拓(tuo)展(zhan)產(chan)品(pin)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)，與(yu)合(he)作(zuo)夥(huo)伴(ban)一(yi)起(qi)助(zhu)推(tui)未(wei)來(lai)智(zhi)能(neng)影(ying)像(xiang)技(ji)術(shu)的(de)深(shen)化(hua)發(fa)展(zhan)。

Yole數據顯示，2021年思特威位居車載CIS市場全球第四、國內第二，在車載應用領域迎來了高速發展。今後亦將在人工智能
、手機影像、車載電子等新興應用領域不斷拓展創新。

機器視覺需要怎樣的CIS傳感器？

製造業轉型升級帶來對高端工業相機的巨大需求，機器視覺成為必不可少的一環，市場空間廣闊。那麼，機器視覺應用需要怎樣的CIS傳感器呢？

金(jin)方(fang)其(qi)指(zhi)出(chu)
，無(wu)論(lun)是(shi)工(gong)業(ye)智(zhi)能(neng)化(hua)還(hai)是(shi)新(xin)興(xing)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)應(ying)用(yong)的(de)發(fa)展(zhan)都(dou)麵(mian)對(dui)一(yi)個(ge)共(gong)通(tong)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)，就(jiu)是(shi)抓(zhua)拍(pai)高(gao)速(su)運(yun)動(dong)的(de)物(wu)體(ti)，例(li)如(ru)高(gao)速(su)飛(fei)行(xing)下(xia)的(de)精(jing)準(zhun)避(bi)障(zhang)需(xu)求(qiu)
，智(zhi)能(neng)化(hua)流(liu)水(shui)線(xian)上(shang)快(kuai)速(su)運(yun)動(dong)的(de)目(mu)標(biao)等(deng)等(deng)。當(dang)前(qian)攝(she)像(xiang)頭(tou)CMOS圖像傳感器的曝光方式大致有卷簾曝光（Rolling Shutter）和全局曝光（Global Shutter）兩種方式
，比如在拍攝同一輛快速駛過的汽車，Rolling shutter的曝光方式采用逐行掃描，在這個過程中存在一定時延，因此會導致成像產生“果凍效應”，最終出來的成圖效果是變形的。所以，在機器視覺中全局快門的圖像傳感器因為成像無畸變，而具有更大的優勢。

據介紹
，思特威從2017年開始研發Global Shutter技術並於2018年基於該技術發布了全球首顆BSI像素架構 全局快門的圖像傳感器產品，並應用在了工業相機上。2019年，思特威Global Shutter相關的技術層作為開場論文在ISSCC 2019舊金山國際固態電路峰會上首秀
，並於同年推出了搭載這一最新技術的SmartGS®係列新產品SC132GS。目前，思特威的SmartGS®全局曝光產品在無人機、掃地機器人、ITS智能交通、車載DMS/OMS和家/商用機器人等新興機器視覺領域有著出色的市場表現
，更是在無人機避障領域占有絕大部分市場。

除了全局曝光以外，機器視覺的應用對CIS傳感器的性能、KPI等方麵的要求也非常高，包括更高的信噪比，更高的幀率
，更高的分辨率，更高的靈敏度、動態範圍以及更低的功耗。金方其強調，“快(kuai)門(men)主(zhu)要(yao)用(yong)來(lai)控(kong)製(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)有(you)效(xiao)曝(pu)光(guang)時(shi)間(jian)，對(dui)普(pu)通(tong)成(cheng)像(xiang)應(ying)用(yong)而(er)言(yan)快(kuai)門(men)的(de)時(shi)間(jian)範(fan)圍(wei)通(tong)常(chang)越(yue)大(da)越(yue)好(hao)。但(dan)這(zhe)並(bing)不(bu)太(tai)適(shi)用(yong)於(yu)需(xu)要(yao)抓(zhua)拍(pai)到(dao)急(ji)速(su)移(yi)動(dong)物(wu)體(ti)的(de)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)應(ying)用(yong)，對(dui)工(gong)業(ye)和(he)新(xin)興(xing)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)應(ying)用(yong)來(lai)說(shuo)，往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)快(kuai)門(men)速(su)度(du)越(yue)快(kuai)越(yue)好(hao)。”

他表示
，思特威SmartGS®技術具備上述機器視覺對CIS的高性能需求。首先，第二代SmartGS®產品實現了更高的分辨率，是國內企業在大尺寸及大分辨率Global Shutter芯片領域的一次成功破圈。據悉，感光效果好的圖像傳感器一般基於BSI工藝

，但是全局曝光與BSI工藝的融合有較大的難度。截至目前為止，思特威是全球率先實現了基於BSI工藝的全局曝光技術的公司之一。

其次
，思特威的專業研發團隊擁有出色的IC設計能力

，所設計的芯片在靈敏度和信噪比方麵都有著不俗的表現。

第三，思特威的PixGain技術
，通過在傳感器電路中內置Low Gain和High Gain兩套轉換增益電路，分別控製高亮場景下不過曝和提高暗光場景下對細節的捕捉。

最後，思特威的低功耗讀取技術，能夠通過內部電路設計優化，可實現模擬功耗和數字功耗的降低。

AI浪潮下，需要更智能的視覺解決方案

隨著工業數字化與智能化轉型逐漸深入
，機器視覺已然成為了與工業應用結合最為緊密的人工智能技術。在AI浪潮下
，CIS已經不再僅僅是需要輸出圖片和視頻，更要提供智能化的視覺解決方案。

“3D Stacked技術為圖像傳感器帶來了更大的發揮舞台，也為機器視覺進一步的發展帶來更多可能性。”他ta強qiang調tiao，成cheng像xiang品pin質zhi對dui人ren工gong智zhi能neng及ji機ji器qi視shi覺jiao的de發fa展zhan是shi具ju有you重zhong要yao意yi義yi的de。舉ju例li來lai說shuo，如ru果guo輸shu入ru的de圖tu像xiang本ben身shen就jiu有you過guo曝pu或huo過guo暗an等deng影ying像xiang信xin息xi缺que陷xian，那na即ji使shi再zai強qiang大da的deAI模型，還是有可能作出錯誤的識別判斷。因此需要圖像傳感器輸出更高質量的圖像，以確保信息
、細節的完整性就顯得尤為關鍵。

從消費到工業級

，思特威開啟機器視覺新篇章

隨著製造業轉型升級的進一步深入，工業CIS傳感器將充分受益各產業升級帶來的需求擴容。Yole數據顯示
，2021年工業CIS市場出貨量為2.52千萬顆
，在2021年到2027年的預測期內，工業CIS出貨量將以近10%的年複合增長率增長，到2027年將達到4.41千萬顆。

金方其介紹，思特威麵向機器視覺應用的解決方案主要分為兩大類。

首先麵陣相機作為工業相機的一個類別
，在工業自動化中的應用也極為廣泛。通過連續的
、麵狀影像捕捉來實現產品的檢測，並可以一次性獲取完整的目標圖像。工業級麵陣圖像傳感器能夠精確地測量形狀、尺寸、麵積、距離、角度
、交點等幾何特性從而賦能自動化生產中的定位測量以及缺陷檢測等智能應用。

在這一領域
，思特威SmartGS®係列自2018年以來已推出了兩代產品係列，第一代產品在無人機、掃地機器人、人臉識別、生物識別以及智慧教育等領域獲得廣泛應用。第二代產品係列得益於創新的SmartGS®-2技術，相較前代技術產品具備更快的快門速度、更高的動態範圍，能夠精準賦能機器視覺工業應用

、智能交通等需求。

線陣相機是另一大類工業相機。工業領域有許多應用場景需要檢測連續的材料，例如圓形的金屬鐵罐、產線上移動的車門，傳輸帶上的布匹等。被檢測的物體通常保持勻速運動，需使用一台/多台線陣相機對其逐行連續掃描，以達到對其整個表麵的均勻檢測。由於工業線陣相機橫向可以達到數K分辨率，因此測量的精度可以到微米級別

，極適用於此類應用場景。

思特威於2022年底推出了其首顆LA（Linear）線陣係列4K分辨率高速工業CMOS圖像傳感器——SC430LA。該背照式（BSI）圖像傳感器搭載創新的SmartGS®-2全局快門技術，依托思特威先進的模擬電路設計，支持出色的Trilinear彩色模式和32x模擬增益，集高穩定性、高精準度
、低噪聲、高行頻四大性能優勢於一身，可適用於各種工業環境中，以高傳輸速度和高圖像品質賦能全天候工業線陣相機。

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來源：集微網

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