安森美Python1300/5000/25K系列CMOS傳感器應(yīng)用

一、Python系列CMOS簡(jiǎn)介

安森美Python系列傳感器主要面向工業(yè)級(jí)的應(yīng)用，均為全局快門，-40°C~+85°C寬溫級(jí)，可設(shè)置曝光拐點(diǎn)，采用像素內(nèi)雙采樣校正技術(shù)具有較高的動(dòng)態(tài)范圍和一系列噪聲水平抑制措施。具有片上自動(dòng)曝光控制單元，數(shù)字輸出，10bit ADC轉(zhuǎn)換和720Mbps多通道源同步LVDS數(shù)據(jù)輸出（部分型號(hào)支持DPI輸出）。提供單色、彩色和紅外增強(qiáng)（部分系列無(wú)紅外增強(qiáng)型號(hào),紅外增強(qiáng)的目的是為了提升夜視性能）三個(gè)版本系列的器件。

（1）Python 0.48M

a）808×608有效像素，1/3.6靶面，相元尺寸4.8×4.8μm；

b）單通道LVDS輸出，可編程興趣區(qū)域讀出，最高幀率120fps；

c）6.13×4.93mm小型封裝，功耗最大265mW；

該類小封裝、小靶面、低功耗器件，特別適合工業(yè)機(jī)器人、條碼掃描、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)（雙目視覺(jué)）、人臉識(shí)別等領(lǐng)域應(yīng)用。

（2）Python 1300系列

該系列包括1.3M（1280×1024）、0.5M（800×600）和0.3M（640×480）像素三組型號(hào)。在640×480分辨率時(shí)，幀率最高可達(dá)815Hz，內(nèi)置HDR曝光拐點(diǎn)設(shè)計(jì)（據(jù)說(shuō)安森美不再保證該項(xiàng)性能），支持DPI并行輸出和1~4通道LVDS輸出。該型號(hào)的一個(gè)亮點(diǎn)是寬動(dòng)態(tài)和高幀率，特別是高幀率特性，在模式識(shí)別如焊縫、輪轂、水電表等，高速運(yùn)動(dòng)掃描、高速運(yùn)動(dòng)機(jī)器手和ADAS等領(lǐng)域有著較好的表現(xiàn)。

（3）Python 5000系列

該系列包括5M（2592×2048）、2M（1920×1200）兩組型號(hào)，在1920×1080分辨率時(shí)幀率最高可達(dá)255Hz，1、2、4、8通道LVDS輸出，具有片上CDS特性。該系列為全局快門在較高分別率時(shí)仍然有較高幀率和較高的動(dòng)態(tài)范圍，且提供近紅外增強(qiáng)型器件，比較適合道路監(jiān)控抓拍、行業(yè)無(wú)人機(jī)、安防、機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的領(lǐng)域。

（4）Python 25K/16K/12K

該系列提供25K（5120×5120 ASP-H）、16K（4096×4096 ASP-H）、12K（4096×3072 3/4）三個(gè)型號(hào)，具有近紅外增強(qiáng)版本，具有片上CDS特性，32/16/8/4通道LVDS輸出，在5120×5120像素輸出時(shí)幀率可達(dá)80Hz。 該型號(hào)屬于比較高端的，在高性能行業(yè)無(wú)人機(jī)、視覺(jué)SLAM、金屬裂縫檢測(cè)、摘選機(jī)器人、SMT貼片機(jī)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

二、方案概述

（1）硬件方案

Python系列CMOS一般選用FPGA硬件方案（至少CMOS接口必須是），一般的，會(huì)有以下搭配：

搭配方案一：?jiǎn)?/span>FPGA方案，這個(gè)工業(yè)檢測(cè)和機(jī)器人領(lǐng)域用得比較多，一般選用Xilinx和Altera的主流FPGA型號(hào)實(shí)現(xiàn)，算法在FPGA實(shí)現(xiàn)，輸出圖像或檢測(cè)結(jié)果到主控計(jì)算機(jī)或直接作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

搭配方案二：FPGA + DSP，這個(gè)方案在機(jī)器視覺(jué)、高速運(yùn)動(dòng)掃描、金屬裂縫檢測(cè)等領(lǐng)域用得較多，前端是FPGA做接口或部分算法，FPGA一般用Xilinx、Altera或Lattice的主流型號(hào)實(shí)現(xiàn)，邏輯規(guī)模一般不需要太大，40K以下足矣。DSP承擔(dān)主要的算法工作，DSP一般會(huì)選用TI的C6000系列以保證足夠的浮點(diǎn)定點(diǎn)計(jì)算性能。

搭配方案三：FPGA + MCU，這個(gè)方案在雙目視覺(jué)、監(jiān)控等領(lǐng)域用得比較多，FPGA可以是Lattice的低成本專用套片，應(yīng)用在MCU上做，MCU可以是海思、高通或全智的主流型號(hào)。

（2）軟件應(yīng)用方案

軟件上根據(jù)不同的應(yīng)用會(huì)有不同的實(shí)現(xiàn)方案，這里無(wú)法統(tǒng)一描述。但是，一般需要在FPGA前端至少做Sensor的非均勻性校正，針對(duì)固定漂移（offset）的FPN校正和系數(shù)漂移（gain）的PRNU校正。