В современном быстро развивающемся поле компьютерного зрения и приложений встроенного зрения датчики изображения с глобальным затвором приобрели значительное внимание благодаря своему уникальному преимуществу в избежании эффекта "желе" при захвате быстро движущихся объектов. OmniVision, как ведущий мировой разработчик полупроводниковых решений, позиционирует свои одномегапиксельные датчики глобального затвора OV9782 и OV9281 как важных игроков на рынке. Оба датчика используют технологию архитектуры пикселей OmniPixel®3-GS от OmniVision, обеспечивая высококачественный захват изображения в условиях высокой скорости, но они демонстрируют заметные различия в ориентации дизайна и характеристиках производительности, что делает их подходящими для различных сценариев применения.
OV9782 - это цветной датчик с глобальным затвором, ориентированный на предоставление возможностей получения высококачественных цветных изображений для потребительских и промышленных приложений компьютерного зрения. Основанный на передовой технологии OmniPixel®3-GS, он обладает отличной чувствительностью в ближнем инфракрасном диапазоне и характеристиками низкой задержки, в первую очередь ориентируясь на такие приложения, как дополненная реальность (AR), виртуальная реальность (VR), предотвращение столкновений дронов, сканирование штрих-кодов и автоматизация производства. OV9281, в свою очередь, является монохромным датчиком с глобальным затвором, который также использует технологию OmniPixel®3-GS. Он превосходно работает в условиях низкой освещенности и в основном подходит для приложений, требующих высокоскоростного захвата изображения, но не чувствительных к цветовой информации.
Хотя OV9782 и OV9281 имеют одинаковое разрешение около одного мегапикселя, они демонстрируют значительные различия в нескольких основных параметрах, которые напрямую определяют сценарии их применения и производительность.
|
Параметр сравнения |
OV9782 |
OV9281 |
|---|---|---|
| Тип сенсора | 1/4-дюймовый CMOS, технология OmniPixel®3-GS | 1/4-дюймовый CMOS, технология OmniPixel®3-GS |
| Пиксели | 1MP, поддержка разрешений 1280×720/1280×800 | 1MP, поддержка разрешений 1280×800/1280×960 |
| Размер пикселя | 3,0μм × 3,0μм | 3,0μм × 3,0μм |
| Вывод изображения | Цвет (RGB-фильтр Байера) | Монохромный (черно-белый), сменные фильтры |
| Тип затвора | Глобальный затвор | Глобальный затвор |
| Максимальная частота кадров | 120 кадров в секунду (полное разрешение), 180 кадров в секунду (разрешение VGA) | 120 кадров в секунду (полное разрешение), 210 кадров в секунду (разрешение 640×400) |
| Оптический формат | 1/4-дюйма | 1/4-дюйма |
| Тип интерфейса | USB 2.0, 2-полосный MIPI, параллельный выход DVP | MIPI CSI-2 (1-2 полосы), SCCB, USB3.0 (на уровне модуля) |
| Тип корпуса | COB/RW корпус, размер 5202μм×4428μм | CSP корпус, чип-уровневый миниатюрный дизайн |
Из сравнения основных параметров видно, что OV9782 и OV9281 по сути идентичны по основным показателям, таким как разрешение, размер пикселя, оптический формат и частота кадров. Наиболее существенное различие заключается в возможности получения цвета. OV9782, как цветной сенсор, может захватывать цветные изображения RGB, в то время как OV9281, как монохромный сенсор, может получать только изображения в градациях серого. Это фундаментальное различие создает четкое различие в сценариях их применения.
Кроме того, с точки зрения оптической конструкции, два сенсора различаются по своему углу главного луча (CRA). OV9782 имеет CRA 26,78°, в то время как OV9281 имеет различные конструкции, такие как 9° и 27°, в зависимости от варианта, что влияет на выбор объектива и конструкцию оптической системы. Меньший CRA (например, 9°) обычно подходит для конструкций с прямолинейным оптическим путем, в то время как больший CRA (например, 26,78°) может потребовать более сложной оптической конструкции.
И OV9782, и OV9281 используют технологию глобального затвора, которая принципиально отличается от традиционных сенсоров с роллинг-шаттером. Характеристика глобального затвора заключается в том, что все пиксели экспонируются одновременно, а не экспонируются строка за строкой, как в роллинг-шаттере. Это техническое преимущество позволяет обоим сенсорам эффективно избегать "эффекта желе" и искажений движения при захвате быстро движущихся объектов.
На практике эта характеристика чрезвычайно важна. Например, в системах предотвращения столкновений дронов, когда дрон летит на высокой скорости, ему необходимо быстро и точно идентифицировать препятствия впереди; в промышленной автоматизации роботизированным рукам необходимо визуально осматривать продукты на быстро движущихся конвейерных лентах; в устройствах AR/VR требуется точное отслеживание жестов пользователя и движений головы в реальном времени. Все эти сценарии требуют, чтобы сенсоры четко и без искажений захватывали быстро движущиеся объекты, и технология глобального затвора является ключом к удовлетворению этого требования.
Хотя оба сенсора основаны на технологии OmniPixel®3-GS, монохромные характеристики OV9281 дают ему определенные преимущества с точки зрения производительности при низкой освещенности и чувствительности к ближнему инфракрасному диапазону. Поскольку массивы цветовых фильтров не требуются, монохромные сенсоры могут получать больше падающего света, обычно демонстрируя более высокую чувствительность в условиях низкой освещенности. Это делает OV9281 более эффективным в сценариях с плохими условиями освещения, таких как наблюдение за безопасностью и приложения ночного видения.
С другой стороны, OV9782, как цветной сенсор, имеет свою чувствительность в ближнем инфракрасном спектре оптимизированной, обладая хорошей квантовой эффективностью. Эта характеристика дает OV9782 уникальные преимущества в приложениях компьютерного зрения, требующих комбинированного инфракрасного освещения или использующих определенные спектральные характеристики. Например, в некоторых приложениях промышленного контроля может потребоваться объединение информации о цветном изображении с инфракрасным освещением для достижения более сложных алгоритмов обнаружения.
С точки зрения интерфейсов, OV9782 предоставляет двухполосные последовательные выходные интерфейсы MIPI и параллельные выходные интерфейсы DVP. Эта гибкая конфигурация вывода позволяет адаптироваться к потребностям различных основных платформ управления. Интерфейс MIPI с его высокой пропускной способностью и низкими характеристиками электромагнитных помех очень подходит для мобильных устройств и встраиваемых систем, в то время как параллельный интерфейс DVP обеспечивает лучшую совместимость и прост в подключении к различным процессорам.
С точки зрения управления питанием, OV9782 имеет напряжение ядра 1,2 В и напряжение ввода/вывода 1,8 В. Эта низковольтная конструкция помогает снизить общее энергопотребление. Его ток в режиме ожидания составляет 150μA, а ток XSHUTDOWN также составляет 150μA, демонстрируя отличный контроль энергопотребления, что делает его очень подходящим для портативных устройств с питанием от батареи. Хотя результаты поиска не предоставляют подробных данных об энергопотреблении OV9281, учитывая, что оба используют аналогичную технологию процесса и упаковку, ожидается, что их производительность энергопотребления будет аналогичной.
Оба сенсора оснащены расширенными функциями, такими как выбор области интереса (ROI) и переключение контекста. Функция ROI позволяет пользователям считывать только данные пикселей определенных областей изображения, тем самым уменьшая объем передачи данных, увеличивая частоту кадров или снижая энергопотребление системы. Функция переключения контекста позволяет динамически изменять настройки камеры так же быстро, как чередующиеся кадры, обеспечивая удобство для сложных многорежимных приложений машинного зрения.
OV9782 также поддерживает функции обработки изображений, такие как автоматическая калибровка черного уровня (ABLC), зеркальное отображение и переворот, а также обрезка и объединение. Эти функции чрезвычайно практичны во встроенных приложениях машинного зрения, поскольку они могут выполнять базовую предварительную обработку изображений на стороне сенсора, уменьшая нагрузку на процессор.
Благодаря своим возможности цветной обработки изображений и отличной чувствительности к ближнему инфракрасному диапазону, OV9782 демонстрирует уникальную ценность в нескольких областях:
Дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR): В устройствах AR/VR OV9782 можно использовать для распознавания жестов, пространственного позиционирования и восприятия окружающей среды. Его возможность цветной обработки изображений может предоставить более реалистичную информацию о цвете сцены для приложений AR, улучшая пользовательский опыт.
Системы предотвращения столкновений дронов: Дронам необходимо быстро идентифицировать и избегать препятствий во время полета. Цветные изображения с глобальным затвором от OV9782 могут предоставить более богатую информацию о функциях для алгоритмов распознавания, повышая надежность систем предотвращения столкновений.
Промышленная автоматизация и распознавание штрих-кодов: В области автоматизации производства OV9782 можно использовать для контроля качества, проверки компонентов и наведения роботов. Его возможность цветной обработки изображений особенно важна для приложений обнаружения, основанных на цветовых характеристиках.
Благодаря своим преимуществам чувствительности как монохромного сенсора и характеристикам глобального затвора, OV9281 отлично работает в следующих приложениях:
Анализ движения на высокой скорости: В системах промышленного зрения, которым необходимо анализировать быстро движущиеся объекты, OV9281 может предоставлять четкие изображения без искажений, подходящие для высокоскоростного обнаружения и измерения на производственных линиях.
Наблюдение при низкой освещенности: В области наблюдения за безопасностью высокая чувствительность OV9281 позволяет ему поддерживать хорошее качество изображения в условиях низкой освещенности, подходящее для ночного наблюдения и внутреннего мониторинга с плохим освещением.
Встроенные системы машинного зрения: OV9281 широко используется на различных встроенных платформах, таких как модули камер Raspberry Pi, обеспечивая поддержку машинного зрения для роботов, автономных транспортных средств и других приложений.
С точки зрения позиционирования на рынке, OV9782 больше ориентирован на высококлассные приложения компьютерного зрения, требующие цветной информации, с его ценообразованием и позиционированием производительности на рынке среднего и высокого уровня. OV9281, с другой стороны, больше ориентирован на экономически чувствительные сценарии применения, которые не требуют цветовой информации, обеспечивая более экономичное решение, сохраняя при этом производительность глобального затвора.
При выборе между OV9782 и OV9281 необходимо всесторонне учитывать следующие факторы:
Цветовые требования: Если сценарий применения требует идентификации цветовых характеристик или различения целевых объектов на основе цвета, цветной сенсор OV9782 является необходимым выбором. Если требуется только информация о контуре, текстуре, яркости или если работа ведется в основном в условиях низкой освещенности, монохромный сенсор OV9281 может быть более подходящим.
Условия освещения: В хорошо освещенных условиях оба сенсора могут обеспечить хорошее качество изображения. Однако в условиях низкой освещенности монохромные характеристики OV9281 обычно обеспечивают лучшую чувствительность.
Требования к захвату движения: Для приложений, которым необходимо захватывать быстро движущиеся объекты, необходимы характеристики глобального затвора обоих сенсоров, эффективно избегающие искажений движения.
Сложность интеграции системы: CRA 26,78° OV9782 по сравнению с CRA 9° OV9281 может потребовать различных оптических конструкций, которые необходимо учитывать при интеграции системы.
Общая стоимость: Если бюджет проекта ограничен и цветные изображения не требуются, OV9281 обычно обеспечивает более экономичное решение. Для приложений, требующих цветной информации и позволяющих бюджету, OV9782 является более подходящим выбором.
В заключение, хотя OV9782 и OV9281 основаны на аналогичных технологических платформах, они демонстрируют значительные различия в цветовых возможностях, производительности при низкой освещенности и позиционировании приложений. Технический персонал должен выбирать наиболее подходящее решение сенсора на основе конкретных требований приложения, условий освещения, требований к интеграции системы и бюджета. С непрерывным развитием технологии компьютерного зрения эти два сенсора с глобальным затвором будут играть важную роль в своих соответствующих применимых областях, способствуя инновациям и прогрессу во встроенных приложениях машинного зрения.