|
安全行車至關重要。很大比例的交通事故是由疲勞駕駛或駕駛員注意力分散所導致。因此，越來越多的車輛開始配備駕駛員監控系統（Driver Monitor System, DMS），時刻監視司機是否打瞌睡或者分神做其他事情。 意法半導體（STMicroelectronics,簡稱ST）亞太區影像事業部技術市場經理林國志先生介紹說，DMS本質上是一種計算機視覺系統。他說，計算機視覺是人工智能領域的一個分支，能夠讓計算系統從數字圖像、視頻和其他視覺數據中提取有意義的信息，并根據這些信息采取行動或提出建議。 DMS的一個關鍵部件是攝像頭，圖像傳感器又是攝像頭中最重要的半導體器件。DMS需要一種特殊的圖像傳感器：全局快門圖像傳感器。這種傳感器的最大特點是能夠一次拍攝整幅圖像，而且拍攝時間非常短，成像準確不失真，所以最適合實現計算機視覺。相比之下，傳統的卷簾快門則是逐行拍攝。如果被攝對象快速移動，那么它得到的圖像就會產生扭曲，所以不適合用于計算機視覺。 全局快門圖像傳感器的另一優勢是低功耗，非常適合DMS這樣的常開(Always-on)系統。而卷簾快門圖像傳感器則功耗高，更適合用于相機這類的高分辨率但短暫拍攝的設備。 由于夜間行車同樣重要，所以DMS采用近紅外（NIR）光線拍照，這樣夜間補光時不會干擾司機駕駛。對于DMS來說，NIR單色拍照足以應付對司機臉部表情和肢體動作的監控分析。DMS的作用包括注意力/分心/嗜睡監測、健康狀況/心率/呼吸監測、視線監測、頭向監測、人臉識別（防盜）、雙手位置監測、錄音（法律要求）和ADAS交互管理等。 除了駕駛員監控系統DMS，汽車內監控還包括客艙監控系統，稱作CMS（in-Cabin Monitoring System）或OMS（Occupant Monitoring System）。意法半導體亞太區影像事業部技術市場高級經理張程怡先生介紹說，該系統的趨勢是采用RGB彩色拍照，因為系統需要判斷除了駕駛者以外，車上還有何人何物，甚至乘客有視頻會議需求，因此需要RGB模式拍照。OMS的作用包括乘客存在檢測/車內物體分類、乘客/兒童安全監控、 氣囊乘客適配、乘客識別、事故記錄、闖入者偵測記錄和檢測是否有兒童遺忘在車內。 為應對上述需求，ST開發了一種OMS + DMS二合一系統，通過一個RGB-NIR圖像傳感器來監控駕駛員(近紅外)和乘客(彩色)行為，即僅需單個攝像頭就可以同時支持RGB和NIR。 
目前，ST的汽車全局快門傳感器已經發展到了第二代。第一代產品的特色包括：高MTF (對比度)實現了最準確的視線檢測，RGB & NIR數據管理功能實現了RGB和IR數據分流，高動態范圍 (HDR) 保證了最高畫質。在此基礎上，第二代產品又具備三大特點：首先是NIR的高靈敏度，這意味著無需強勁的LED光源，從而降低功耗；其次是傳感器面積更小，這意味著攝像頭模組也可以做得更小；再就是內置處理，即傳感器帶有智能自動曝光算法，所有處理運算過程自動完成，無需人工操作。 第二代產品的小尺寸特性是通過3D堆疊工藝實現的。張程怡先生介紹說，通過上下堆疊，器件整體尺寸變小了，但是它的像素跟性能卻提高了。ST最新的全局快門圖像傳感器在 940nm 處具有最高的量子效率，拍攝性能穩健。正方形傳感器分辨率與鏡頭匹配最佳，適合旋轉拍攝使用場景。拍攝時間很短，降低了系統功耗。
ST汽車全局快門傳感器產品主要功能特性包括：復合AEC-Q100 2級汽車認證，采用GS-HDR 高動態范圍技術，支持單色和彩色（RGB/RGB-NIR）成像，具有靈活的頻閃照明控制，近紅外傳感器靈敏度高，在近紅外頻譜內MTF性能出色。 以上我們介紹了ST公司用于車內監控的全局快門圖像傳感器。全局快門圖像傳感器可廣泛應用于各種計算機視覺系統，如深度感應（主動雙目攝像頭和結構光攝像頭）、生物識別（面部識別、二維人臉識別、人存在檢測、手勢檢測、掌紋識別、虹膜識別、駕駛與車艙監視）、AR/VR/MR（眼球追、6DoF & *SLAM 6個自由度追蹤與同步定位與地圖構建、手勢/手部追蹤 、面部/情緒跟蹤）、機器人和工業控制（無人機、*SLAM 、場景分析、物體檢測、工業4.0、條碼）等等。大量新興應用，尤其是人工智能和元宇宙，需要全局快門圖像傳感器支持的計算機視覺技術。 ST全局快門傳感器具有意法半導體專有的像素技術、更高的方形分辨率和多種嵌入式計算機視覺功能，完全滿足計算機視覺應用要求。在出貨、質量和服務方面，意法半導體全局快門傳感器都排名市場前列。用戶可選用ST 全局快門圖像傳感器裸片、第三方封裝的傳感器或者第三方組裝的攝像頭模組（包括PCB、圖像傳感器、鏡頭和接口）。 |
