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影像感測無所不在 全域快門賦能電腦視覺應用

日期:2022-09-28

大多數人每天都正在使用電腦視覺。舉個例子來說,一個是智慧型手機上的臉部辨識。如果消費者手機上有這一項功能,平時也可以用於解鎖螢幕或是電子支付,這表示你正在使用電腦視覺。另一例子,是當平時去超市或者超商付款時,收銀員會掃描所購買的產品條碼,這類日常生活情境都會用到電腦視覺。

電腦視覺與光學感測

意法半導體亞太區影像事業部技術行銷經理林國志指出,電腦視覺是人工智慧的一個分支,能夠讓電腦和系統從數位影像、視訊和其它的視覺所輸入的資料中,提取出有意義的資訊,並根據這些資訊採取行動或提出分析建議。

在臉部辨識應用中,具有意義的資訊就是臉,系統會對臉進行影像採集,然後進行資訊處理,得出的結果就是驗證使用者身份,接著解鎖手機。在一般的情況下,電腦視覺都會產生資訊輸入和輸出,就以條碼掃描機來說,掃描條碼即是資訊輸入,透過鏡頭採集條碼的影像,並由系統讀取,最後加以辨識產品和價格。

一般來說,光學影像感測器分為兩種主要的架構。除了全域式快門之外,還有捲簾式快門,總共分為這兩種鏡頭架構。捲簾快門的設計目的,是為了捕捉靜態影像和視訊拍攝,因此需要非常高的解析度和色彩處理能力。目前大多數鏡頭都屬於捲簾快門,例如智慧型手機的主鏡頭、自拍鏡頭、建築中的監控鏡頭,甚至數位相機等,都是採用捲簾快門技術。因為這些應用情境都需要捕捉彩色影像,因此需要相當高的解析度。

唯一的問題在於,採用捲簾快門的電腦視覺技術,都是逐行拍攝影像。照片採用捲簾快門逐行拍攝的話,整個影像只有一幀。如果拍攝物件是車輛這樣的快速移動物體,影像可能會扭曲,無法顯示拍攝物件原本的樣子。如果影像扭曲就無法顯示物體的真實狀態,也就不能用於電腦視覺,無法判斷影像中的是不是另一輛車。因此,捲簾快門沒有被應用於電腦視覺技術中。然而,全域快門的原理完全不同,一次可以拍攝整幅影像,而且拍攝時間非常短。只要被拍攝的物件不是快速移動的物體,成像效果就會非常準確,因此完全可以用於電腦視覺。


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