业界最小像素尺寸，索尼发布堆叠式基于事件的视觉传感器
2021-09-12 07:38:54 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
通过和法国神经拟态视觉解决方案创新厂商普诺飞思（Prophesee）合作，索尼将领先的CMOS图像传感器技术与Prophesee独特的基于事件的视觉传感技术相结合，打造了这两款新型基于事件的视觉传感器，可以实现高速、高精度的数据采集，有助于提高工业设备的生产效率。
据麦姆斯咨询报道，索尼半导体解决方案公司（Sony Semiconductor Solutions Corporation，以下简称“索尼”）近日宣布，即将发布两款堆叠式基于事件（Event-based）的视觉传感器（EVS）。这两款专为工业设备设计的传感器实现了业界最小（相比其它堆叠式基于事件的视觉传感器）的4.86 μm像素尺寸，并且只有在感知到场景变化时才会进行捕捉记录。
基于事件的视觉传感器（EVS）模拟了人眼感知光线的方式
基于事件的视觉传感器异步检测每个像素的亮度变化，并仅输出变化的数据，结合像素位置（X和Y坐标）及时间信息，从而实现高速、低延迟的数据输出。
这两款基于事件的视觉传感器采用堆叠技术，利用索尼专有的铜-铜（Cu-Cu）连接实现了业界最小的4.86 μm像素尺寸。除了能够以低功耗提供高速、低延迟、高时间分辨率的数据输出外，新款基于事件的视觉传感器还以紧凑的尺寸提供了惊人的高分辨率。结合上述所有优势，可确保在不同的环境和情景下立即检测到移动的物体。
通过和法国神经拟态视觉解决方案创新厂商普诺飞思（Prophesee）合作，索尼将领先的CMOS图像传感器技术与Prophesee独特的基于事件的视觉传感技术相结合，打造了这两款新型基于事件的视觉传感器，可以实现高速、高精度的数据采集，有助于提高工业设备的生产效率。
索尼新款堆叠式基于事件的视觉传感器（左：IMX636，右：IMX637）
随着工业设备业务的日益复杂和需求的多样化，利用传感技术通过摄像头捕捉必要信息的情况不断增加，对数据采集的效率提出了更高的要求。
传统的传感器像素对比索尼新款堆叠式基于事件的视觉传感器，利用Cu-Cu连接实现像素芯片和逻辑芯片之间的电信号传递，实现了业界最小的4.86 μm像素尺寸
目前常用的基于帧的成像方法，是以帧速率确定的特定间隔输出整个图像。然而，索尼新款基于事件的视觉传感器异步检测像素亮度变化，并输出包含像素位置（X和Y坐标）及时间信息的数据。这两款传感器采用索尼专有的堆叠结构，利用Cu-Cu连接实现像素芯片和逻辑芯片之间的电信号传递，并且逻辑芯片集成了用于检测每个像素亮度变化的信号处理电路。
基于事件的视觉传感器输出包含像素位置（X和Y坐标）及时间信息的数据
其设计使得传感器只有检测到场景中亮度变化的像素才会输出数据，从而能够以低功耗工作的同时，瞬时以高速、低延迟、高时间分辨率检测亮度变化。同时，该设计拥有业界最小的像素尺寸，是一款非常紧凑的高分辨率传感器。
基于事件的视觉传感器的潜在应用
基于事件的视觉传感器可以应用于工业、无人机和机器人、安防监控、医疗和科研测量以及游戏等领域，具有广泛的潜在用例
索尼这两款基于事件的视觉传感器具有广泛的应用前景，它们可以感知振动的细微变化，从而能够用于设备预测性维护的异常情况检测；还可以感知焊接和金属切割过程中产生的火花变化，利用这些信息可以告知工人更换工具的最佳时间，以及其它可能的情况。类似地，它们有助于改善传统基于帧的图像传感器面临挑战的各种生产应用，支持其它依赖人员经验的工作流。
成像样张：振动检测（左：传统基于帧的图像传感器，右：基于事件的视觉传感器）
成像样张：金属切割过程中的火花检测（左：传统基于帧的图像传感器，右：基于事件的视觉传感器）
成像样张：流体检测（左：传统基于帧的图像传感器，右：基于事件的视觉传感器）
成像样张：人体跟踪（左：传统基于帧的图像传感器，中：基于事件的视觉传感器，右：机器学习识别后的应用输出）
成像样张：3D测量（左：测试环境，中：基于事件的视觉传感器，右：应用输出）
主要特性：
■ 业界最小的像素尺寸，实现高分辨率的紧凑设计
新款基于事件的视觉传感器采用索尼专有的堆叠结构，利用Cu-Cu连接实现像素芯片和逻辑芯片之间的电信号传递，逻辑芯片集成了用于检测每个像素亮度变化的信号处理电路。其独特的结构实现了业界最小的4.86 μm像素尺寸，同时保持了像素单元的高开口率。这种设计同时确保了紧凑的设计和高分辨率，能够提供高精度的识别性能。
■ 低功耗运行的同时，提供高速、低延迟、高时间分辨率的事件数据捕捉
基于专有的堆叠式结构，索尼选择了一种基于事件的传感方案，异步检测像素亮度变化，并输出带有像素位置（X和Y坐标）及时间信息的数据。和传统基于帧的方案不同，这使得传感器能够仅读取所需要的数据，因而能够降低功耗，但是，仍具有微秒级的高速和低延迟性能，可以实现高时间分辨率的输出。
■ 事件过滤功能，可简化信息采集
这两款基于事件的视觉传感器配备了Prophesee开发的事件过滤功能，用于去除不必要的事件数据，并已经为各种应用做好了准备。利用上述过滤功能可以识别并去除实际应用中不必要的事件，例如，以特定频率出现的LED闪烁（防闪烁），以及可能性极低的运动事件（事件过滤）。事件过滤功能还可以在必要时调整数据量，以确保数据量低于下游系统的事件处理能力（事件率控制）。
左：事件过滤功能关闭，右：事件过滤功能开启。事件过滤功能开启后，数据量减少约92%
作为索尼和Prophesee产品合作的一部分，Prophesee提供了Metavision® Intelligence Suite，这是一款针对传感器性能进行优化的事件信号处理软件。该软件结合索尼基于事件的视觉传感器，可以支持客户实现高效的应用开发，为各种用例提供解决方案。
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