（文章來源：微迷網）

據麥姆斯咨詢介紹，新的成像應用正在蓬勃發展，從“工業4.0中”的協作機器人，到無人機消防或用于農業，再到生物特征面部識別，再到家庭中的護理點手持醫療設備。出現這些新應用程序的一個關鍵因素是，嵌入式視覺比以往任何時候都更普及。嵌入式視覺不是一個新概念；它只是定義了一個系統，其中包括一個視覺設置，在沒有外部計算機的情況下控制和處理數據。它已廣泛應用于工業質量控制，最為人熟悉的例子比如“智能相機”。

近年源于消費類市場經濟適用硬件器件的開發，相較于以往使用電腦的方案，這些器件大幅度減小了材料清單（BOM）成本和產品體積。舉個例子，小型系統集成商或OEM現在能夠小批量采購諸如NVIDIA Jetson的單板機或模塊系統；而較大型的OEM則可以直接獲得如高通驍龍（Qualcomm Snapdragon）或英特爾（Intel）Movidius Myriad 2 等圖像信號處理器。在軟件級方面， 市面軟件庫能夠加快專用視覺系統的開發速度，減小配置難度， 即便是針對小批量生產。

第二個推動嵌入式視覺系統發展的變化是機器學習的出現，它使實驗室中的神經網絡能夠接受培訓，然后直接上傳到處理器中，以便它能夠自動識別特征，并實時做出決定。

能夠提供適用于嵌入式視覺系統的解決方案，對于面向這些高增長應用的成像企業來說至關重要。圖像傳感器由于能夠直接影響嵌入式視覺系統的效能和設計，因而在大規模引進中有重要角色，而它的主要推動因素可概括為：更小尺寸、重量、功耗和成本，英語簡稱為“SWaP-C”（decreasing Size， Weight， Power and Cost）。

對于圖像傳感器制造商來說，這種降低的光學成本對設計有另一個影響，因為一般來說，光學成本越低，傳感器的入射角越不理想。因此，低成本光學需要在像素上方設計特定的位移微透鏡，以補償來自廣角的畸變和聚焦光。

不過這些好處受到一些限制，因為MIPI接口的連接距離限制為20cm，這在傳感器距離主機處理器較遠的遠程設置中可能不是最佳的。在這些配置中，以犧牲小型化為代價，使用集成更長接口的相機板解決方案是比較好的選擇。一些現成的解決方案可以集成，例如工業相機制造商（如Flir、AVT、Basler等）的相機板通常可在MIPI或USB3接口中使用，后者能夠達到的范圍可以超過3米至5米。

為簡化相機板設計（即使用于多款傳感器），有兩種方法設計傳感器封裝。針腳對針腳兼容是相機板設計人員的首選設計，因為它能使多種傳感器共享同一電路和控制，使得組裝完全不受PCB設計影響。另一個選擇是采用尺寸兼容的傳感器，這樣同一PCB可以使用多款傳感器，但是這也意味著他們可能要應付每一款傳感器的接口和布線的差異狀況。

微型電池驅動的設備是最明顯的受益于嵌入式視覺的應用程序，因為外部計算機阻止任何便攜式應用程序的發生。為了降低系統的能耗，圖像傳感器現在包含了多種功能，使系統設計者能夠節省電力。

從傳感器角度出發，有多種方法減小嵌入式視覺系統功耗而不損采集幀率。最簡單的方法是通過盡可能長時間使用待機或閑置模式，在系統級最小化傳感器本身的動態操作。待機模式通過關閉仿真電路，把傳感器的功耗降低到工作模式的10%以下。而閑置模式則可把功耗減半，并讓傳感器在數微秒內重新啟動獲取圖像。

而在傳感器設計集成節能的另一個方法是采用先進光刻節點技術。技術節點越小，轉換晶體管所需的電壓便越小，由于功耗與電壓成正比，這樣就能降低功耗。所以10年前使用180nm技術生產的像素不單把晶體管縮小到110nm，同時也把數字電路的電壓從1.9伏降到1.2伏。下一世代的傳感器將使用65nm技術節點，使得嵌入式視覺應用更省能。

最后一點是，通過選擇合適的圖像傳感器，可以在某些條件下降低LED燈的能耗。有一些系統必須使用主動照明，例如三維地圖生成、動作停頓、或是純粹使用順序脈沖指定波長來提高反差。在這些情形下，減低圖像傳感器在低亮度環境下的噪聲便能實現更低的功耗。減小了傳感器噪聲，工程人員便可決定減小電流密度強度，或是減小集成進嵌入式視覺系統的LED燈數目。 在其他情況下，當圖像捕獲和LED閃爍由外部事件觸發時，選擇適當的傳感器讀出結構可以顯著節省電能。