AI（人工智能）,，是目前科技行業(yè)最火的話題,。從Alpha Go戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍柯潔,，到德勤與Kira Systems 聯(lián)手,，將AI引入會(huì)計(jì),、稅務(wù),、審計(jì)等財(cái)務(wù)工作領(lǐng)域,，可以看出,，AI離我們的生活越來(lái)越近了,。
AI到底能做什么,，每個(gè)人都有自己的看法，大家對(duì)AI有著非常多的期待,，期待AI能夠解放人類雙手,，提高人類的工作效率。但不管怎么樣,，大家都希望AI可以讓機(jī)器像人一樣思考學(xué)習(xí),，像人一樣聽(tīng)懂語(yǔ)音識(shí)別，像人一樣控制運(yùn)動(dòng),，像人一樣進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別,，用機(jī)器實(shí)現(xiàn)目前所有必須借助人類智慧才能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。
在AI技術(shù)里,，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非常關(guān)鍵,。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中,，其結(jié)構(gòu)分為輸入層，隱藏層和輸出層,。（如下圖）
而做為AI的輸入,，目前主要是通過(guò)視覺(jué)輸入和語(yǔ)音輸入。為了讓機(jī)器像人一樣進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別,，目前最重要的器件就是Camera sensor,。Camera sensor就像機(jī)器的眼睛，為機(jī)器感知周圍的世界,。Camera sensor的拍照效果,，跟很多參數(shù)有關(guān)，曝光時(shí)間是圖像傳感器其中一個(gè)重要的參數(shù),，而快門速度則會(huì)影響到Camera sensor的曝光時(shí)間,。
那什么是快門呢？
快門主要用來(lái)控制攝像頭傳感器的有效曝光時(shí)間,。一般而言快門的時(shí)間范圍越大越好,。若想抓到急速移動(dòng)的物體，就需要快門速度越快越好,。而若需要看到夜晚的車水馬龍,，就需要快門時(shí)間越長(zhǎng)越好。
目前主要由兩種曝光Shutter技術(shù)： Rolling Shutter 和 Global Shutter
Rolling Shutter：
Rolling Shutter的sensor 的曝光是按照逐行曝光的方式實(shí)現(xiàn),。在曝光開始的時(shí)候,，Sensor逐行掃描逐行進(jìn)行曝光，直至所有像素點(diǎn)都被曝光,。當(dāng)然,，所有的動(dòng)作在極短的時(shí)間內(nèi)完成。不同行像元的曝光時(shí)間不同,。
?。▓D片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
與RollingShutter不同，是整幅畫面同一時(shí)間曝光實(shí)現(xiàn),。攝像頭傳感器sensor的所有像素點(diǎn)同一時(shí)間感應(yīng)光線,，同時(shí)曝光。Sensor讀出的是同一時(shí)間的同一畫面,。
?。▓D片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
下面有兩張圖可以介紹這兩種技術(shù)：
(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
左邊的圖是Rolling shutter的曝光方式，逐行掃描,。而右面的圖則是Global Shutter的曝光方式,，所有像素點(diǎn)一起曝光。
在拍照的時(shí)候，Rolling Shutter成像過(guò)程如下圖：
左邊,，是一個(gè)常見(jiàn)的場(chǎng)景（上面風(fēng)扇,，下面小汽車），Rolling Shutter對(duì)它進(jìn)行逐行掃描,，成像結(jié)果如右圖,。面對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)中的物體，Rolling Shutter是一行一行曝光,，采集畫面，所以形變非常嚴(yán)重,。而Global Shutter是所有像素同時(shí)曝光,，所以不會(huì)產(chǎn)生此形變。
?。▓D片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
之所以Global Shutter 能夠做到全局曝光,，跟Rolling Shutter相比，主要是Global Shutter在每一個(gè)像素上都增加了一個(gè)存儲(chǔ)單元,，才使得所有的像素能夠同時(shí)曝光,。
同Rolling shutter相比，Global shutter的sensor可以很好的解決以下問(wèn)題：
1. 高速物體變形 （左圖是采用Global shutter技術(shù)的 SmartSens SC132GS拍攝的圖片,，右圖是 Rolling shutter sensor拍攝的圖片）,。
可以明顯看出用Rolling shutter sensor拍攝高速運(yùn)動(dòng)的風(fēng)扇，物體會(huì)變形,。
?。▓D片來(lái)源于SmartSens）
2. 明暗現(xiàn)象 （左圖是采用Global shutter技術(shù)的 SC132GS拍攝的圖片，右圖是沒(méi)有采用HDR技術(shù)拍攝的圖片）
在光線有明暗變化的時(shí)候,，左圖Global shutter sensor 不會(huì)有明暗瑕疵,，可以做到單幀HDR。
?。▓D片來(lái)源于SmartSens）
成像技術(shù)不停的演進(jìn),，促進(jìn)了AI的發(fā)展。通過(guò)AI,，大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),，帶動(dòng)了智慧城市的建設(shè)。智能安防,，智慧交通,，智慧工廠，智慧商業(yè),，智能家居,，都能看到Camera的身影。一般情況下,，Rolling shutter技術(shù)就足夠了,，但若要捕捉高速運(yùn)動(dòng)物體,，或在環(huán)境光條件不理想的情況下獲取清晰圖像的時(shí)候，使用Global Shutter技術(shù),，無(wú)疑會(huì)帶來(lái)更好的效果,。
1. 智慧安防
目前來(lái)看，AI最容易落地的就是安防領(lǐng)域,。通過(guò)AI技術(shù),，將監(jiān)控中的人準(zhǔn)確無(wú)誤的抓拍下來(lái)，可以最大化的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控目的,。一般情況下,，安防Camera主要抓拍的都是行人，都是慢速運(yùn)動(dòng)的物體,，Rolling shutter sensor就可以勝任,。但若通過(guò)Global shutter sensor，則可以在高速移動(dòng)的拍攝場(chǎng)景中有效降低圖像畸變,，避免了抓拍時(shí),，人物或物體運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的斜坡晃動(dòng)現(xiàn)象，以及人臉模糊的問(wèn)題,，從而提供更清晰的圖像,。因此在高速違章查處，卡口ETC等需要道路監(jiān)控的地方,，Global Shutter比Rolling Shutter更加勝任,。
2. 智慧交通
為了讓城市交通更加便利，疏導(dǎo)公共交通,，智慧交通系統(tǒng)是解決交通發(fā)展瓶頸的有效手段之一,。高速違章查處，卡口ETC,，十字路口的道路監(jiān)控,，停車場(chǎng)的智能管理，道路流量監(jiān)測(cè),，電子警察等都離不開成像技術(shù),。只有準(zhǔn)確的成像信息，才能更加準(zhǔn)確地判斷當(dāng)前的路況以及車輛的情況,，才能更好地實(shí)現(xiàn)智慧交通,。這個(gè)時(shí)候，Global shutter可以更好的助力智慧交通,。
為了實(shí)現(xiàn)智慧交通,，從汽車角度來(lái)看，新型汽車都在從ADAS輔助駕駛向自動(dòng)駕駛的方向演進(jìn)。無(wú)論是輔助駕駛還是自動(dòng)駕駛,，汽車的中控芯片對(duì)sensor接收下來(lái)的圖像信息要求越來(lái)越高,。中控芯片需要sensor在車輛高速運(yùn)動(dòng)中，不僅提供沒(méi)有變形的清晰圖片,，還需要提供周邊物體與車輛的距離,。而Global shutter sensor一方面可以避免車輛高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，Rolling shutter sensor 拍攝變形的問(wèn)題,，另外一方面,，結(jié)合結(jié)構(gòu)光技術(shù)（接收sensor是Global shutter的）或者雙目攝像頭（兩個(gè)攝像頭若都是Global shutter最好）技術(shù)，就可以提供更清晰的圖像,，以便于中控更加精準(zhǔn)的計(jì)算出周邊物體與車體的距離,，判斷當(dāng)前的路況，判斷交通燈的狀況,，才能使車輛行駛更加安全。
?。▓D片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
3. 智慧工廠
由于Global shutter sensor可以清楚的還原高速運(yùn)動(dòng)中的物體的形態(tài),，有效避免Rolling shutter sensor 擔(dān)心圖像質(zhì)量而降低自動(dòng)流水線的速度問(wèn)題。所以大型工廠在檢測(cè),，質(zhì)量管控,，機(jī)械臂操作，物流,，測(cè)量等自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí),，使用Global shutter可以提高生產(chǎn)效率。
4. 智慧商業(yè)
隨著支付寶,，微信支付的發(fā)展,，國(guó)內(nèi)二維碼支付變得非常流行。而對(duì)于店家來(lái)講,，掃碼設(shè)備的需求也在增長(zhǎng),。對(duì)于掃碼設(shè)備來(lái)講，若用Global shutter sensor可以使掃碼設(shè)備的可識(shí)別區(qū)域變長(zhǎng),，使用戶擁有更優(yōu)的體驗(yàn)感,。
（圖片來(lái)源于SmartSens）
5. 智能家居
家用設(shè)備若要智能化,，也需要Camera的幫忙,。比如，掃地機(jī)器人,。掃地機(jī)器人若想將屋內(nèi)的空間測(cè)量出來(lái)或者識(shí)別前方是否有障礙物,，都離不開Camera這只眼睛。同樣，Global shutter則可以幫助掃地機(jī)器人更加精準(zhǔn)的獲得距離信息,，使得掃地機(jī)器人更加智能化,。
雖然說(shuō)Global Shutter 有很多優(yōu)勢(shì)，但是也無(wú)法完全替代Rolling Shutter,。Global shutter sensor適用于拍攝高速運(yùn)動(dòng)物體,，或AI應(yīng)用中基于機(jī)器視覺(jué)算法的智能感知技術(shù)（vSLAM/手勢(shì)跟蹤識(shí)別/光流等算法），Rolling Shutter sensor則適用于拍攝運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)較慢的物體或場(chǎng)景,，可獲得更高的成像信噪比,。而且由于Global shutter 需要對(duì)每個(gè)像素都要增加一個(gè)存儲(chǔ)單元，這樣增加了sensor的生產(chǎn)難度以及成本,。
考慮到BSI在低照條件下的成像亮度和清晰度都比FSI有更大的優(yōu)勢(shì),，可以有效增加Global shutter sensor在應(yīng)用場(chǎng)景上的拓展，適應(yīng)性更廣,，SmartSens首創(chuàng)將BSI技術(shù)和Global shutter技術(shù)相結(jié)合,，發(fā)布了多款基于BSI(背照式)的Global Shutter sensor產(chǎn)品。
AI和IoT的發(fā)展,，影響著人們的生活,，甚至在改變?nèi)藗兊纳睢６鰹锳I和IoT的眼睛,，Camera sensor的技術(shù)發(fā)展也間接影響著AI和IoT的發(fā)展,。SmartSens的理念是服務(wù)于應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)市場(chǎng)和應(yīng)用技術(shù)的需求,，將看清萬(wàn)物的“眼”做到極致,。通過(guò)不斷完善提升CMOS成像傳感器的設(shè)計(jì)和制造能力，為AI和IoT點(diǎn)睛,。