Analice las aplicaciones de visión artificial con los sensores CMOS de On Semiconductor

El avance de las máquinas es implacable y, cada vez más, necesitarán capacidades de visión para una creciente variedad de aplicaciones innovadoras. Permitir que las máquinas vean e interpreten información visual del mundo físico requiere sensores de imagen, componentes del sistema y algoritmos de procesamiento para capturar, analizar y actuar sobre imágenes en tiempo real.

Existen compensaciones críticas en la creación de aplicaciones de visión artificial, por lo que los diseñadores necesitan acceso a conjuntos de productos sólidos que les permitan abordar múltiples casos de uso y niveles de rendimiento. On Semiconductor (onsemi) ofrece una amplia cartera de productos de visión, desde sensores de imagen CMOS global shutter de alto rendimiento hasta sensores rolling shutter, así como soluciones integradas de procesamiento de sistemas de imagen integrados (Figura 1).

Figura 1: On Semiconductor proporciona una amplia gama de sensores CMOS para satisfacer las diversas necesidades de diversas aplicaciones. (Fuente de la imagen: On Semiconductor)

Un sensor global shutter captura todos los píxeles simultáneamente, captando efectivamente un momento en el tiempo. Un sensor global shutter con una alta velocidad de fotogramas permite que los sistemas de visión artificial funcionen de manera precisa y confiable en entornos rápidos, impredecibles o de alta precisión. Sin embargo, las velocidades de fotogramas más altas consumen más energía, ancho de banda y salida térmica.

Los sensores rolling shutter leen imágenes línea por línea y son más rentables y eficientes energéticamente. No obstante, están destinados a aplicaciones estáticas o de movimiento lento como el escaneo de documentos o dispositivos inteligentes de bajo costo, donde la velocidad y la precisión son menos críticas que el tamaño, la potencia y el presupuesto.

Creciente demanda de aplicaciones de visión.

La rápida expansión de la demanda de aplicaciones de visión artificial está impulsada por el aumento de la automatización, la integración de la inteligencia artificial (IA) y la creciente necesidad de control de calidad en diversas industrias. Las perspectivas de crecimiento anual compuesto oscilan entre el 8% y el 13%, con estimaciones de valor de mercado para 2025 que oscilan entre $16 mil millones y $23 mil millones.

Lo que es importante para los diseñadores de productos es que la visión artificial está saliendo de su herencia industrial para convertirse en un atributo central en la electrónica de consumo, la atención médica y una amplia gama de segmentos comerciales, incluida la agricultura y la logística.

Los diseñadores enfrentan la oportunidad de incorporar la visión artificial en productos para el hogar inteligente de consumo, robótica, automóviles y dispositivos médicos que pueden ver, interpretar y responder a lo que sucede en el mundo físico.

El éxito de tales aplicaciones dependerá en gran medida de la capacidad de equilibrar las compensaciones en óptica, potencia, procesamiento y conectividad. Con su sólida línea de productos de visión, onsemi ofrece a los diseñadores las opciones necesarias para equilibrar la velocidad, la calidad de la imagen, la integración y las consideraciones de costos.

Opciones de global shutter

Para obtener imágenes limpias y sin desenfoque de escenas en movimiento rápido, los diseñadores pueden utilizar el ARX383CSSM00SMKA0-CR, uno de una serie de sensores global shutter de 0.3 megapíxeles con resolución VGA, que proporciona hasta 120 fotogramas por segundo (fps) a resolución completa. Produce imágenes claras y de bajo ruido tanto en escenas con poca luz como brillantes con la capacidad de capturar video continuo y cuadros individuales, lo que lo convierte en una opción versátil para una variedad de aplicaciones.

El AR0235CSSM00SMKA0-CR es un sensor global shutter de 2 megapíxeles diseñado para sistemas de visión de alta velocidad. Este y otras variantes de AR0235 están optimizados para una captura precisa y rápida de escenas en movimiento a 120 fps con resolución completa, lo que garantiza que puedan eliminar el desenfoque de movimiento incluso en entornos de movimiento rápido. Esto los hace muy adecuados para aplicaciones de escaneo e inspección industrial.

Una opción de global shutter de menor costo es el AR0145CSSM28SMKA0-CR, parte de una serie de sensores CMOS de 1 megapíxel con una velocidad de fotogramas de 60 fps. Utiliza una interfaz solo MIPI y proporciona un componente rentable para módulos de visión integrados, escáneres compactos y robótica, donde no es necesaria una resolución más alta.

Sensores rolling shutter

En la categoría de rolling shutter, onsemi ofrece una serie que incluye el AR0246NPSC10SMKA1-CR de 2 megapíxeles, que ofrece imágenes fiables de resolución media con una matriz de píxeles activos de 1920 H x 1080 V. Al estar diseñado para sistemas de visión rentables y de bajo consumo, equilibra la calidad de imagen y la asequibilidad para aplicaciones como cámaras integradas y vigilancia inteligente, soportando tanto video continuo como captura de un solo fotograma.

Para aplicaciones que requieren una captura precisa y rápida de escenas en movimiento con baja potencia operativa, los diseñadores pueden optar por el sensor rolling shutter AR0544CSSC11SMKA1-CP2 de 5 megapíxeles. Este sensor compacto y de alto rendimiento proporciona imágenes de alta resolución de hasta 60 fps y 30 fps en modo de alto rango dinámico intercalado en línea (LI-HDR).

Luego está NOIP1SE2000A-LTI, un sensor de 2 megapíxeles con un procesador de señal de imagen (ISP) integrado. Esto permite que el sensor administre directamente funciones esenciales, como la exposición automática, la corrección de color e incluso la compresión básica. Esto puede ser una ventaja significativa para aplicaciones donde la latencia y la eficiencia energética son factores críticos y el rendimiento no se puede comprometer, como drones, sistemas portátiles de AR / VR o cámaras inteligentes.

Estos productos representan solo una pequeña sección transversal de una línea de productos de sensores CMOS que se cuenta por cientos. Además, onsemi ofrece productos complementarios, incluidos conjuntos de chips serializadores/deserializadores, circuitos integrados de administración de energía, kits de evaluación y placas de desarrollo, algoritmos integrados y herramientas de ajuste, para proporcionar a los diseñadores un ecosistema completo para construir sistemas de visión de extremo a extremo.

Conclusión

Con su ecosistema completo de sensores CMOS, componentes de soporte y herramientas, onsemi permite a los diseñadores superar los desafíos técnicos de la óptica, la potencia, el procesamiento y la conectividad. La amplitud y flexibilidad de la línea de productos de onsemi garantiza que los diseñadores puedan seleccionar soluciones adecuadas a sus necesidades únicas, allanando el camino para avances en mercados como hogares inteligentes, robótica, atención médica y tecnologías automotrices.