安森美图像传感器在安防和监控摄像机中的应用

高性能与高分辨率的安防和监控摄像机解决方案

安防和监控摄像机是现代安防系统不可或缺的一部分，在监控和记录活动以加强安全和遏制犯罪方面发挥着至关重要的作用。这些系统部署在各种环境中，包括住宅区、商业地产、工业场所和公共场所，以对场所进行警示监视。本文将为您介绍安防和监控摄像机应用的发展，以及安森美 (onsemi) 针对相关应用所推出的解决方案。

结合多种先进功能的安防和监控摄像机

安防和监控摄像机用于各种应用，以增强安全性和监控活动。在住宅环境中，它们为房主提供实时监控和远程访问，以确保其财产安全。在商业和工业环境中，这些摄像机可阻止盗窃、破坏和未经授权的访问，同时确保员工安全。公园、街道和交通枢纽等公共场所使用监控摄像机来增强公共安全，并通过获取犯罪活动的证据来协助执法。

安防摄像机有多种类型，包括提供高分辨率图像和远程查看的IP摄像机；具有成本效益且现在提供高清的模拟摄像机；以及在恶劣条件下检测热信号以获得可见度的热成像摄像机。高清视频、夜视、运动检测和通过移动设备进行远程访问等高级功能使这些系统非常有效。安防摄像机与人工智能和机器学习的集成进一步增强了它们的功能，实现了面部识别和异常检测，从而实现了全面的安全覆盖。这些进步确保安防和监控摄像机继续满足各种环境中不断变化的安全需求。

运动唤醒功能使摄像机能够支持低功耗操作模式

运动唤醒（WOM）使摄像机能够在低功耗操作模式下运行，此功能对于安全摄像机系统至关重要，特别是在电池供电的无线摄像机的能效方面。由于这些无线系统依赖电池供电，因此在某些限制情况下可能会遇到挑战。

图像传感器中的运动唤醒功能允许视觉系统根据检测到的物体运动进行操作。在WoM模式下，传感器保持低分辨率、低帧率的预检测状态。如果检测到运动，传感器将确认运动并提醒图像信号处理器（ISP）或片上系统（SoC）。然后，ISP/SoC验证运动与应用的相关性，并根据需要激活完整的视觉系统。此功能非常有用，因为大多数应用不需要在本机模式下连续运行（全分辨率、最大帧率）。通常，仅需短时间进行全面操作，从而允许传感器在大部分时间内保持低功耗预检测状态。

安森美推出的Hyperlux LP系列图像传感器包含WoM功能，能够根据非连续感兴趣区域（ROI）进行定制。此增强功能专为超低功耗而设计，可显着提升视觉系统在各种应用中的功能。在预检测状态下，Hyperlux LP图像传感器的功耗不到原生模式下功耗的1/100，这可大幅节省功耗，并延长对功耗敏感的视觉系统的运行周期。

此外，高动态范围（HDR）在图像传感器中至关重要，因为它可以显着提高所捕获图像的质量和真实感。通过扩展可以记录的明暗细节范围，HDR可以更准确地呈现具有不同照明条件的场景。此功能在摄影、摄像和监控等应用中尤为重要，因为在这些应用中，捕捉明亮和阴影区域中的精细细节至关重要。自适应局部色调映射（ALTM）是一种用于高动态范围成像的技术，可增强图像的视觉质量。它通过调整图像内不同区域的亮度和对比度来工作，模拟人眼如何感知光线和对比度，这可确保图像的亮区和暗区都以最佳细节和清晰度显示。

由安森美推出的Hyperlux LH和LP传感器系列都具有运动唤醒（WOM）、子采样模式（合并、求和、跳过和窗口）以及多种功能模式，此外，还有全局复位释放（GRR）、触发和上下文切换等功能，可最大限度地减少处理延迟、降低ISP/SoC的功耗，并降低总拥有成本（TCO），这些功能以及更宽的动态范围使智能视觉系统能够提供高性能。

超低功耗的先进图像传感器系列

由安森美推出的Hyperlux LP系列图像传感器采用了尖端的电子卷帘快门技术，包括三种产品变体，包括分辨率为5MP的AR0544、分辨率为8.3MP的AR0830和分辨率为20MP的AR2020。Hyperlux LP系列中的所有传感器都具有相同的像素大小和光学性能。产品线提供多种选择，包括单色、RGB和RGBIR变体，有封装和裸片两种形式。这种广泛的选择使视觉系统设计人员能够通过利用各种解决方案来优化开发工作、降低费用并加快上市时间。

在预检测状态下，Hyperlux LP图像传感器的功耗不到原生模式下功耗的1/100，这可大幅节省功耗，并延长对功耗敏感的视觉系统的运行周期，与现有架构相比，电池寿命提高了2倍，在运动唤醒模式下功耗小于2mW，电池寿命是竞争对手的2倍。此外，Hyperlux LP图像传感器具有高性能成像能力，在低光模式下，具有卓越的1.4微米背照式（BSI）像素，在近红外（NIR）模式下850 nm时，量子效率（QE）为45%，在速度60 fps时支持高达20 MP分辨率。

Hyperlux LP AR0544是一款1/4.2英寸BSI堆叠式CMOS数字图像传感器，具有2592 x 1944有源像素阵列，它旨在使用滚动快门读出以线性或增强动态范围（eDR）模式捕获图像。AR0544以其内置的运动唤醒（WoM）功能脱颖而出，使传感器能够在低功耗模式下运行，消耗的电量仅为全性能模式下所需电量的一小部分，当检测到运动后，传感器会迅速转换到更高性能状态。

安森美的Hyperlux LP AR0830图像传感器则是现代安全和监控系统的理想选择，提供eDR模式，可在具有挑战性的照明条件下获得高质量图像，并凭借850 nm和940 nm的NIR响应实现出色的低光性能。它具有节能特性，适合连续运行，并支持各种子采样模式，如合并、求和与跳过，以实现灵活的图像捕获。这些功能可确保无与伦比的图像质量、多功能性、经济高效的操作和增强的安全性。

安森美的AR2020图像传感器中的智能ROI允许传感器捕捉场景中的多个特定区域，从而优化数据处理和功耗。通过关注相关区域，智能ROI可以减少带宽使用并提高能源效率。例如，在视频会议中，智能ROI可以自动聚焦于发言者，提供发言者的清晰高分辨率图像，同时保持整个房间的视野。

支持高质量成像的图像传感器系列

安森美的Hyperlux LH系列图像传感器是专为安全和监控摄像机提供卓越性能而设计，可确保在不同光照条件下实现高质量成像。这些传感器具有业界领先的150dB HDR，即使在极端光照对比度下也能捕捉到细节丰富的图像。增强的NIR灵敏度针对低光和夜间监控进行了优化，在传统传感器可能失效的条件下提供清晰的视觉效果。此外，先进的LED闪烁缓解（LFM）技术可有效消除LED照明引起的闪烁效果，确保始终如一的图像质量。

Hyperlux LH传感器支持4K视频分辨率，可提供超高清图像，这对于识别安全录像中的精细细节至关重要。传感器采用2.0 ?m像素尺寸设计，有助于提高灵敏度和图像清晰度。此外，这些传感器的功耗低，非常适合电池供电的设备，并可降低监控系统的总体能源成本。这些功能的结合确保配备Hyperlux LH传感器的安防和监控摄像机能够提供可靠、高质量的视觉数据，这对于有效的监控和安全操作至关重要。

安森美的Hyperlux LH AR0822图像传感器是一款尖端解决方案，旨在提升安防和监控摄像机的性能。凭借其先进的功能和强大的能力，它可确保在各种照明条件下实现卓越的图像质量和可靠性。AR0822提供8百万像素分辨率和60帧/秒的4K视频，确保图像清晰细腻。AR0822还具有120 dB eHDR，即使在具有挑战性的照明环境中也能捕捉高质量图像。传感器的高效NIR功能可在低光条件下提供出色的性能，这对于夜间监控至关重要。此外，AR0822具有高电源效率，集成的节能功能（如运动唤醒）可优化能耗，使其成为连续监控应用的理想选择。

安森美的AR0246是Hyperlux LH图像传感器系列的一部分，是一款2 MP 1/4英寸BSI堆叠式CMOS数字图像传感器，具有1920 x 1080有源像素阵列。这款先进的传感器使用滚动快门读出，以线性、eDR或嵌入式高动态范围（120 dB的eHDR）模式捕获图像。AR0246包括ALTM功能，可将高动态范围图像压缩为较低的位深度，使其与非HDR处理器或位深度有限的显示设备兼容。AR0246可在拜耳域中实现ALTM，允许使用常见的10位或12位管道进行HDR图像渲染。

完整的补充产品与开发工具加快产品的开发速度

除了图像传感器之外，安森美还提供丰富的补充产品，包括PoE电源管理、AC-DC电源管理、AC-DC电源管理、DC-DC电源管理、内存、收发器、接口保护、电池保护、蓝牙、音频放大器、步进电机等产品，可以满足安防和监控摄像机应用的需求，加快产品的开发速度。

安森美也提供完整的开发工具和资源来协助客户开发产品，像是AGB1N0CS-GEVK Demo 3图像传感器开发板，为与安森美图像传感器接口提供了强大而高效的解决方案。主要功能包括支持高带宽USB 3.0接口，配备1 Gb内存缓冲区以管理高数据速率，支持帧速率为720p 60和1080p 60的HDMI输出，并兼容MIPI、HiSPi、CCP和并行接口。

安森美还推出图像传感器头板，旨在方便评估和演示安森美的半导体器件，特别是图像传感器。这些头板通过连接器与更大的系统（例如Demo3平台）连接，并通过策略性放置的测试点和可配置跳线提供对关键信号的访问。它们是开发和测试不可或缺的一部分，能够在受控条件下精确地与安森美器件交互并评估其性能指标。

此外，由安森美开发的PRISM（Premiere参考图像传感器模块）系统是一款高质量、经过验证和测试的参考模块，专为实现卓越成像而设计。它用途广泛，可用于早期样品阶段的每个工业和商业传感器，并使用通用标准化连接器，以实现传感器之间的灵活性。安森美还提供适配器，可与SoC平台无缝集成，对于批量生产，该系统可通过经销商转换为图像访问系统（IAS），通过将模块与生态系统合作伙伴的硬件适配器和开发套件集成，可以简化原型设计过程，加速设计阶段并缩短上市时间。

另一方面，安森美也提供图像传感器开发软件 ―― DevWareX，可使用Demo3套件对成像器进行编程、显示和评估图像。安森美的传感器演示软件可显示和处理来自传感器的图像，是专为安森美图像传感器产品的开发和评估目的而设计。

结语

随着安防和监控需求的不断提升，高性能与高分辨率的摄像机解决方案正成为行业的核心驱动力。这些先进技术不仅提升了画质，还引入了人工智能、边缘计算和低功耗设计等创新，使得安防系统更智能、更高效。在未来，随着技术的不断进步，这些解决方案将能更好地满足多元化场景的需求，包括智慧城市、智能家居和工业监控等领域。安森美推出的图像传感器与相关搭配产品等解决方案，将会是协助实现更安全、更可靠监控系统的关键。