我總結(jié)了幾個可以買的到的傳感器,，而且也給出了幾個傳感器的選擇標準,。 1.高幀率,，120Hz是標配 2.體積小巧,，滿足狹窄環(huán)境安裝 3.功耗低,，滿足邊緣計算的能力 4.近紅外波段敏感,，因為要對這個波段進行感光 5.黑白的就行,，彩色沒有這個必要 我說下為什么用黑白的： 第一,，同樣大小的像元,，黑白傳感器可以用較小的曝光時間獲取理想的圖像，這樣可以減弱抖動以及飛行運動造成的影響（實際上NAV相機就是采用控制曝光時間來減弱運動模糊的,，這個是VIO）,； 第二，同樣的像素個數(shù),，黑白傳感器可以比彩色傳感器獲得更高的空間分辨率,，彩色傳感器因為顏色插值的原因會使分辨率降低大約30%左右。當然還有別的原因,，如黑白圖像數(shù)據(jù)量小,，處理起來運算量小，實時性高等,。 我推薦的是OVM6211,，OVM7251，實驗可以使用OV7251. 因為最容易買到的就是OV7251,，所以接下來就重點說這個,。 首先要知道這個CMOS的像素是30W。
來自豪威科技的OV7251-2B全局快門圖像傳感器是一款3.0微米的傳感器,，采用1/7.5英寸光學格式,，120fps提供640×480分辨率，并具有單通道MIPI串行輸出接口,。這個也就是我選擇的一個原因,。 這款產(chǎn)品同時能夠以180 fps提供具有BIN模式的QVGA（320×240），以及以360fps提供具有BIN和SKIP模式的QQQVGA（160×120）,。 傳感器可提供99.96％的快門效率,，并具有光導功能，可改善光捕獲的角度響應,，從而實現(xiàn)更優(yōu)秀的光學性能,。 利用業(yè)界最小的全局快門像素，黑白 OV7251 能夠以每秒 120 幀 （fps） 的速度捕獲 VGA （640×480） 分辨率視頻，以 180 fps 的速度捕獲 QVGA （320×240） 視頻,，以及 QQVGA （160 ×120） 以 360 fps 進行合并和跳躍,。OV7251 的高幀率使其成為低延遲機器視覺應用的理想解決方案。 對,，這個全局快門我也要寫一下：
可以看到這個全局快門在拍運動的物體的時候是很有效的
這個是OV6211
這個是OVM7251
OVM7251表面圖
OVM7251有兩個版本：
用于AR/VR眼動追蹤的850nm模型,；支持面部認證中的機器視覺與3D感知的940nm模型。將OVM7251用于支持AR/VR頭顯實現(xiàn)眼動追蹤,，設計者可以編程系統(tǒng)集成渲染注視點位置,，并降低周圍圖像的分辨率，從而進一步節(jié)省功耗,。
另外在Pico 3NEO版本的環(huán)境攝像頭也是使用的這個模組,，就是透視模式使用的攝像頭，大家有機器的可以體驗一下,。
卷簾快門傳感器的設計是為了捕捉靜態(tài)圖像和視頻拍攝,，因此擁有非常高的分辨率和顏色處理能力。但其缺點在于,，它是逐行拍攝圖像,，拍攝和曝光時間過長，如果拍攝對象是汽車這樣的快速移動物體,，圖像可能發(fā)生扭曲,，而且功耗過高，不適合用于計算機視覺,。
而全局快門的原理則完全不同,，它是一次拍攝整幅圖像，所有像素同時曝光,。而且成像效果準確,，曝光時間短，功耗也低,，未來計算機視覺將走向全局快門,。
卷簾快門像素點常見的在1.1微米以下，而全局快門通常在2.2微米以上,。
這個OV6211其實是專門設計給眼動追蹤的傳感器
這個是它的一個幀率參數(shù)
1/7.5英寸的OV7251具有多種低功耗模式,，包括光感應模式和超低功耗待機模式。在光感測模式下,，OV7251 的行為類似于環(huán)境光傳感器 （ALS）,，僅當檢測到光變化時才將傳感器從“睡眠模式”喚醒。同樣,，在超低功耗模式下,，傳感器可以降低分辨率和幀率以進一步降低功耗,。 讓我來總結(jié)一下：
這個傳感器的輸出頻率是這樣的
我不是很明白，是不是以為數(shù)據(jù)輸出的帶寬的原因,，不過是可以按照一種固定的模式把感興趣的圖像來輸出的,。
這種提高幀率的方法叫：開窗方法其中最主要的當屬ROI模式（Region of interest），ROI是在成像應用中,，在相機傳感器分辨范圍內(nèi)定義一個或多個感興趣的窗口區(qū)域，僅對這些窗口內(nèi)的圖像信息進行讀出,，只獲取該局部區(qū)域的圖像,。設定較小的ROI區(qū)域可以減少相機傳送及計算機需要處理的圖像信息量，并提高相機的采集幀率,。
SKIP（Skipping mode）,，這種模式就是按照一定的規(guī)律，把想要的數(shù)據(jù)采集上來,，把其余的數(shù)據(jù)扔掉,。如下所示，column skip 2 row skip 2 留下的就是白色的像素,，把黑色的像素丟掉,。
這種模式會改變原有像元之間的相鄰關(guān)系，所以對Bayer彩色的相機來說,，會造成一定的顏色失真,，所以它常見的應用就是預覽，在工業(yè)實際中應用并不多,。 第三種BIN（binning mode）,，就是把相鄰的像素合成一個像素，然后再輸出,。如下所示,，2 bin to 1 所有的像素都參與了新像素的生成。
低照度條件下,，選擇binning模式圖像效果更佳,。
這個是具體的OV采樣模式
IR cut filter，即紅外截止濾光片,，它放在于LENS與Sensor之間,。因人眼與CMOS Sensor對各波長的響應不同，人眼看不到紅外光但sensor會感應,，因此需要IR cut filter阻絕紅外光,。
這個是OV7251
6.5厘米的最小對焦距離有點不太行，太近了,，這個是我找的一個模組的信息,，不要較真。 輸出的是MIPI的一路，要學的東西好多,，頭皮有點癢,。
現(xiàn)在做demo也是可以的，這個距離
眼球追蹤的幾個階段瞳孔檢測算法的可視化,。
1）眼睛圖像轉(zhuǎn)換為灰度,、用戶感興趣區(qū)域（白色描邊矩形）和初始值，瞳孔區(qū)域的估計（白色方塊和虛線方塊）,，這樣的優(yōu)點就是節(jié)省算力,。
眼動追蹤：梯度法精確定位眼中心（論文），也就是要看我寫的這篇文章,。
2）Canny邊緣檢測（綠色線）
3）定義“暗”區(qū)域為偏移眼睛圖像直方圖的最低峰值,。
4）過濾邊緣以排除光譜反射（黃色），而不是在“暗”區(qū)域（藍色）
5）使用連接的組件提取邊緣到輪廓,，并根據(jù)曲率連續(xù)性準則（多色線）分割成子輪廓,。
6）候選瞳孔橢圓（藍色）通過橢圓擬合形成
7）通過增強組合搜索找到最終的橢圓擬合（最終橢圓與紅色中心）-支持用白色繪制的邊緣像素。
下面是插一個MIPI硬件設計時候的布線參考：
MIPI因為一種高速差分信號的接口,，為了保證信號的同步和一致性,，必須保證MIPI DP/DN保持等長，無論是線對與線對之間（pair to pair）還是單組信號的DP/DN之間,，一般需要遵守的長度規(guī)則如下：camera pair to pair 100mil 單組之間：25mil,。 在MIPI走線時，一般需要保持DP/DN在走線的過程中保持等距,，保證一定的耦合程度,，但是需要弄清楚的時，等長的優(yōu)先級是高于等距的,。且在走線時,，線對之間要保持2W的距離。
注：MIPI在走線時優(yōu)先級最高的是匹配等長,，其余的都可以實際要求和應用進行靈活處理
LVDS也是我們使用CMOS的時候常見的數(shù)據(jù)輸出接口：Low Voltage DifferenTIal Signal（低電壓差分信號）
電壓很低,，1v左右，消耗資源少,，差分信號保證抗干擾能力,。 接口由1組差分clock和若干組差分信號線組成，既然有CLK,，那么LVDS就是同步信號,。LVDS的控制信號和數(shù)據(jù)信號復用接口，CLK是用于同步,。既然是復用的,，LVDS的協(xié)議中也一定有區(qū)分控制信號和數(shù)據(jù)信號的方法,。 LVDS主要用于視頻傳輸?shù)膬蓚€領域： camera和主控——視頻采集 LCD和主控——視頻顯示 LVDS利用差分抗干擾能力，提升clock頻率從而提升貸款,，傳輸舉例也更遠,，LVDS的時鐘頻率可以非常高。
話說找到一個MIPI+FPGA的方案商,，這個宣傳圖咋感覺是DJI,？？,？
OV7251是很便宜的,，做demo合適
這個是OVM7251，做產(chǎn)品合適,，但是貴，要100+
這個是深圳一家眼動的廠子的模組,，我不知道放這里是不是合適
但是它這個分辨率和幀率真的是看著還不錯,，不知道是哪款芯片
因為我找到了OV7251的數(shù)據(jù)手冊，那這里也就看一下里面寫了什么：
這個OV7xxx,，有兩個模組,，一個是彩色，一個就是我們的這個,，灰色的,。
850nm正好是起始的波段
這個就是上面我發(fā)的圖下面的引腳，這個其實對我來說意義不大
這個是MIPI接口下的分辨率和幀率
MIPI的時序
輸出的時序控制
這個是使用FPGA的時候數(shù)據(jù)框圖
像素矩陣的排列
除了RAW,，也可以輸出子采樣的圖像
硬件設計的時候,，注意的參數(shù)
這么高的幀率，我們肯定是使用FPGA來處理的：
分辨率：640 x 480
數(shù)據(jù)格式：10位灰度
幀率：60fps （匹配顯示器刷新頻率）
通信- 控制接口：SCCB（I2C）
傳輸接口：1通道LVDS
速率：600Mbps
我們需要通過MCLK給攝像頭提供時鐘,，RESET是復位線,，PWDN在攝像頭工作時應該始終為低。PCLK是像素時鐘,，HREF是行參考信號,，VSYNC是場同步信號。一旦給攝像頭提供了時鐘,，并且復位攝像頭,，攝像頭就開始工作了，通過HREF,，VSYNC和PCLK同步傳輸數(shù)字圖像信號,。數(shù)據(jù)是通過D0~D7這八根數(shù)據(jù)線并行送出的。
CMOS圖像數(shù)據(jù)采集模塊,，需等待I2C協(xié)議對攝像頭內(nèi)部寄存器進行初始化,。寄存器全部配置完成后,，還需等待10幀數(shù)據(jù)，此等待10幀數(shù)據(jù)的目的是等待攝像頭工作狀態(tài)穩(wěn)定,。待寄存器配置生效,、攝像頭工作狀態(tài)穩(wěn)定后再開始采集圖像。
具體地,，待等待幀數(shù)等于10時,，會使能標志信號frame_val_flag，使得OV7251開始對采集的圖像數(shù)據(jù)中相應范圍0~76800（340×240）的8位像素點數(shù)據(jù)經(jīng)拼接操作,，轉(zhuǎn)存到寄存器data2ram中,，data2ram將輸出拼接后的16位數(shù)據(jù)到SRAM模塊的輸入引腳dina。
這個就是一個簡單的采集過程,。
另外小米8也是使用了這個模組：增加了紅外人臉解鎖功能,，還是依靠了聽筒右邊的補光燈和型號為OV7251 IR Sensor去實現(xiàn)這樣一個功能，先照亮人臉,，再去接收黑白的圖像,，然后再識別解鎖。相比以往依靠前攝像頭去解鎖的話,，小米8對于光線環(huán)境是沒有要求的,，這也依靠了紅外線的活體檢測能力，且同單純的攝像頭來對比,，安全性會更高一些,。
在這里
這里
這個傳感器賣的是真的好！
接下來拆個Huawei P30的主傳感器吧~
特寫
和我手的比較
放大的CMOS引腳
換另一邊
全挑斷
破壞一下
全球第一個在華為P30傳感器上面刻字的成就
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