(整理)大安防时代物联网成强力支撑

1、-物联网知识物联网的发展是由应用驱动的，而不是技术驱动。发展物联网最终的目的是要实现社会资源的高度整合和科学调用，通过科学预测和分析实现精细化的社会管理。运行于物联网平台之上、基于各领域的管理应用子系统是实现科学预测判断、精细化管理这一目标的根本手段。通过对物联网和数字城市的建设内容分析，我们已经了解到了物联网和数字城市需要做什么。在物联网的建设中，仅建基础应用平台没法用，仅建运营平台也没法用，大的运营商，平台供应商做的都是大的共性的东西，个性化的可以实现具体应用的，还必须要建基本的应用子系统。这些基本的应用子系统，就是平安城市视频监控系统，智能交通，报警服务平台，出入口控制、消防安全系统，智

2、能家居系统，智能社区系统，数字城管系统，城市一卡通系统、智能建筑、远程医疗，远程看护包括金融、教育、司法、环保等等各类行业应用中纳入了业务管理的安防综合平台，都是安防系统。甚至城市应急指挥系统也是以分层部署，多级联网，统一调度的平安城市视频监控系统为依托平台。物联网建设70%以上的应用子系统都是安防系统，这就是物联网和安防最天然的紧密联系。而安防行业及安防应用、安防技术本身的演进发展，也似乎冥冥中注定就是为承担物联网核心应用的重担而来。中国安防行业经过了从传统模拟时代到数字安防的升级，经历了安防IT 化、 IP 化，与通信技术、 IT 技术的融合，安防行业从 IT 化、 IP 化、集成化、高清

3、化、智能化一路走来，安防系统经历了从几台设备几根线连接到局部组网再到多级联网、远程管理的成长过程，如今的安防系统已经不仅仅是一个简单的视频监控系统，安防系统已经扩展成为可以集成各行业业务管理、数据传输、视频、报警、控制于一体、可以实现对海量数据的存储、智能分析，调用的安防智能化综合管理平台。安防智能化综合管理平台开放、可扩展、兼容并蓄的特质决定了大安防一定会承担成就物联网发展重任的使命。安防对物联网的作用虽然如此重要，但是安防不等于物联网。现有的安防企业不一定就能顺利晋升物联网安防。物联网的核心是知和用。安防要满足物联网感知的需求，还必须要做多方面创新，如果不创新无法在物联网中得到深入和广泛应

4、用。安防在物联网时代的创新，第一是技术创新。要实现视频的智能识别，智能分析和智能检索;第二是方案创新。作为物联网的核心应用部分，安防技术一定要与其他传感器技术和网络传输技术、计算机及存储技术的融合，云存储、云计算，也要根据物联网的应用做一些顶层设计; 第三是软件平台创新。实现多接入;数据整合分析和呈现;能够提供分析实现事件的前移，能够起到预警，早发现，早处理，降低风险，甚至可以通过研判，提供一些预案;第四是应用创新。实现安防与其他信息子系统的融合，实现新的应用。同时，物联网与数字城市、智慧城市项目是一个大型、综合性极强的城市管理与决策支持系统，而且，城市物联网建设是非常大的一盘棋，项目对参与企

5、业的综合实力要求非常高。能做城市物联网项目的企业，一定是那些资金雄厚，具有很强的应用解决方案设计能力、具有大型项目集成能力、综合业务能力的大型企业。因而，现有的安防企业也需要顺势而动，蜕变新生。对于大多数安防企业来说，当前面临的问题不是有没有掘金物联网机会的问题，而是自身的成长是否与物联网建设需要相匹配的问题。当今的 CMOS 图像转换技术不仅服务于“传统的”工业图像处理，而且还凭借其卓越的性能和灵活性而被日益广泛的新颖消费应用所接纳。此外，它还能确保汽车驾驶时的高安全性和舒适性。最初， CMOS 图像传感器被应用于工业图像处理；在那些旨在提高生产率、质量和生产工艺经济性的全新自动化解决方案中

6、，它至今仍然是至关重要的一环。据市场研究 IMS Research 的预测，在未来的几年中，欧洲工业图像处理市场的年成长率将达到 6%，其中，在相机中集成了软件功能的智能型解决方案的市场份额将不断扩大。在德国，据其全国工具机供应商协会VDMA提供的数据， 2004 年的图像处理市场增长率达到了14%。市场调研In-Stat/MDR 亦指出，单就图像传感器的次级市场而言，其年成长率将高达30%以上，而且这种情况将持续到2008 年。最为重要的是：CMOS 传感器的成长速度将达到CCD 传感器-的七倍，照相手机和数码相机的迅速普及是这种需求的主要推动因素。显然，人们如此看好CMOS 图像转换器的成

7、长前景是基于这样一个事实，即：与垄断该领域长达 30 多年的 CCD 技术相比，它能够更好地满足用户对各种应用中新型图像传感器不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。此外，CMOS 图像转换器还造就了一些迄今为止尚不能以经济的方式来实现的新颖应用。另外， 还有一些有利于CMOS 传感器的 “软” 标准在起作用，包括：应用支持、抗辐射性、快门类型、开窗口和光谱覆盖率等。不过，这种区别稍带几分任意性，因为这些标准的重要程度将由于应用的不同(消费、工业或汽车 )而发生变化。细节表现中所面临的难题就像我们从模拟摄影所获知

8、的那样，拍摄一幅完整场景的照片是一件相当普通的事情，照相手机同样如此。但是，对于工业或汽车应用来说，情况就大不一样了：有些场合并不需要很高的全帧数据速率。比如，在监控摄像机中，只要能够发现一幅场景中出现的变化（因为这种变化可能预示着某种可疑情况） ，那么分辨率低一点也是完全可以接受的。在此基础之上才需要借助全分辨率来采集更多的细节信息。跟着发生的动作将只在摄像机视场的某一部分当中进行播放，而且，在所捕获的场景中，只有这一部分才是监控人员所关注的。对于只提供全帧图像的CCD 图像传感器而言， 只有采用一个分离的评估电路才能够提供两个观测角度， 这意味着处理时间和成本的增加。然而， CMOS 图像

9、传感器的工作原理则与RAM相似，所有的存储位均可单独读出。CMOS 传感器的二次采样虽然提供了较低的分辨率，但是帧速率较高；而开窗口则允许随机选择一块感兴趣的区域。CMOS 传感器坐拥高灵敏度、宽动态范围和低功耗优势最新 CMOS 传感器获得广泛应用的一个前提是其所拥有的较高灵敏度、较短曝光时间和日渐缩小的像素尺寸。像素灵敏度的一个衡量尺度是填充因子( 感光面积与整个像素面积之比)与量子效率 (由轰击屏幕的光子所生成的电子的数量)的乘积。 CCD 传感器因其技术的固有特性而拥有一个很大的填充因子。而在CMOS 图像传感器中，为了实现堪与CCD 转换器相媲美的噪声指标和灵敏度水平，人们给CMOS

10、 图像传感器装配上了有源像素传感器(APS) ，并且导致填充因子降低，原因是像素表面相当大的一部分面积被放大器晶体管所占用，留给光电二极管的可用空间较小。所以，当今CMOS 传感器的一个重要的开发目标就是扩大填充因子。赛普拉斯(FillFactory) 通过其获得专利授权的一项技术，可以大幅度地提高填充因子，这种技术可以把一颗标准 CMOS 硅芯片最大的一部分面积变为一块感光区域。nextpage另外，对于一个典型的工业用图象传感器而言，由于许多场景的拍摄都是在照明条件很差的情况下进行的，因此拥有较大的动态范围将是十分有益的。CMOS 图像传感器通过多斜率操作实现了这一目标：转换曲线由倾度不同

11、的直线部分所组成，它们共同形成了一个非线性特征曲线。因此，一幅场景的黑暗部分有可能占据集成模拟-数字转换器转换范围的很大一部分：转换特征曲线在这里最为陡峭，以实现高灵敏度和对比度。特征曲线上半部分的平整化将在图像的明亮部分捕获几个数量级的过度曝光，并以一个更加细致的标度来表现它们。采用多斜率的方式来运作 LUPA-4000将使高达 90dB 的光动态范围与一个10 位 A/D转换范围相匹配。具有 VGA 分辨率的 IM-001系列 CMOS 图像传感器在此基础上更进一步； 它们是专为汽车应用而设计的。其像素由光电二极管组成，可提供高达120dB 的自适应动态范围。面向汽车应用的 ACM 100

12、 相机模块就采用了这些传感器，这种相机模块据称是同类产品中率先面市的全集成化相机解决方案：该视觉解决方案被看作是面向驾驶者保护、防撞、夜视支持和轮胎跟踪导向的未来汽车安全系统的关键元件。此外，对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的CMOS 技术还具有一个明显的优势： CMOS 图像传感器是针对 5V 和 3.3V 电源电压而设计的。而CCD 芯片则需要大约 12V 的电源电压，因此不得不采用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到CMOS 传感器中将带来另一个好处：它去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片

13、内部进行通信所消耗的能量要比通过 PCB 或衬底的外部实现方式低得多。-扩展光谱灵敏度和提高分辨率是大趋势在现代 CMOS 图像传感器中，一个重要的发展趋势是其光谱灵敏度扩展到了近红外区NIR( 至约 1,100nm 的波长 )。配备了 IM-001 CMOS图像传感器的汽车应用将改善雾穿透力和夜视能力。由于工业图像捕获技术开始运用更多波长位于NIR 之中的光源，而且生物技术也在利用该光谱区域中的有趣现象，因此，新开发的IBIS5-AE-1300 传感器具有700 900nm 的 NIR灵敏度。在面向消费应用的图像捕获技术中，另一个发展趋势是继续提高分辨率。到2005 年年中，70%左右的手机

14、相机已具有VGA 格式分辨率 (640× 480 像素 )；但随后的2006 年，几百万像素的传感器就将占领 50%的市场份额，而到 2008年，其市场占有率预计将进一步攀升至90%以上。为此，赛普拉斯开发了一种用于蜂窝电话的300 万像素图像传感器， 该产品采用了 Autobrite技术，可进行 12 位模拟 /数字转换，并提供了72dB 的宽广动态范围，而目前市面上的10 位模拟/ 数字转换器的动态范围仅为60dB。逐行扫描模式中的帧速率高达30 帧/秒，因而可录制实况视频节目。在工业和商业领域中，这种发展趋势也很明显：赛普拉斯已推出一款用于Kodak 数码相机的 1,300 万

15、像素 /35mm 图像传感器，另外， 660万像素的 IBIS 4-6600 传感器正在一种面向弱视人群的自动阅读辅助装置中证明自己的卓越品质它可在一幅完整的标准A4 页面上提供出色的分辨率。凭借技术实现系统集成由于蜂窝电话、数码相机、MP3 播放机和 PDA 等传统分离型功能设备的加速数字融合 (即成为一部紧凑的消费型电子产品)，导致人们越来越希望至少具有部分自主性的子系统能够在一部设备中提供极为宽泛的功能。这种趋势还将对专业测量技术产生影响：利用包含一个数码相机、PDA 用户接口和WLAN联网能力的便携式检验工具，光测试和监视的应用范围将得到有效的拓展。作为一种平台技术，CMOS 符合这一

16、发展潮流： CCD 图像转换器仍然需要采用外部逻辑电路来实现控制和模拟/数字转换功能， 而 CMOS 标准逻辑器件则能够把传感器、控制器、转换器和评估逻辑电路等全部集成到一块芯片之中。一个典型的例子如专门针对要求苛刻的消费应用而制作的CYIWCSC1300AA芯片的图像捕获电路。 它基于 130 万像素图像传感器CYIWOSC1300AA和一个用于提供误差插补、 黑电平调整、透镜校正、信号互串校正、彩色马赛克修补、彩色校正、自动曝光、噪声抑制、特效和 校正等等诸多功能的附加信号处理器。集成更多的系统功能(一直到自主型光电传感器系统) 是可行的，这主要取决于诸如市场容量和开发成本等经济目标和限制

17、因素。当今的 CMOS 图像转换技术不仅服务于“传统的”工业图像处理，而且还凭借其卓越的性能和灵活性而被日益广泛的新颖消费应用所接纳。此外，它还能确保汽车驾驶时的高安全性和舒适性。最初， CMOS 图像传感器被应用于工业图像处理；在那些旨在提高生产率、质量和生产工艺经济性的全新自动化解决方案中，它至今仍然是至关重要的一环。据市场研究 IMS Research 的预测，在未来的几年中，欧洲工业图像处理市场的年成长率将达到 6%，其中，在相机中集成了软件功能的智能型解决方案的市场份额将不断扩大。在德国，据其全国工具机供应商协会VDMA提供的数据， 2004 年的图像处理市场增长率达到了14%。市场

18、调研In-Stat/MDR 亦指出，单就图像传感器的次级市场而言，其年成长率将高达30%以上，而且这种情况将持续到 2008 年。最为重要的是： CMOS 传感器的成长速度将达到 CCD 传感器的七倍，照相手机和数码相机的迅速普及是这种需求的主要推动因素。显然，人们如此看好 CMOS 图像转换器的成长前景是基于这样一个事实，即：与垄断该领域长达 30 多年的 CCD 技术相比，它能够更好地满足用户对各种应用中新型图像传感器不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。此外，CMOS 图像转换器还造就了一些迄今为止尚不能

19、以经济的方式来实现的新颖应用。 另外， 还有一些有利于 CMOS 传感器的 “软” 标准在起作用，包括：应用支持、抗辐射性、快门类型、开窗口和光谱覆盖率等。不过，这种区别稍带几分任意性，因为这些标准的重要程度将由于应用的不同(消费、工业或汽车)而发生变化。细节表现中所面临的难题-就像我们从模拟摄影所获知的那样，拍摄一幅完整场景的照片是一件相当普通的事情，照相手机同样如此。但是，对于工业或汽车应用来说，情况就大不一样了：有些场合并不需要很高的全帧数据速率。比如，在监控摄像机中，只要能够发现一幅场景中出现的变化（因为这种变化可能预示着某种可疑情况） ，那么分辨率低一点也是完全可以接受的。在此基础之

20、上才需要借助全分辨率来采集更多的细节信息。跟着发生的动作将只在摄像机视场的某一部分当中进行播放，而且，在所捕获的场景中，只有这一部分才是监控人员所关注的。对于只提供全帧图像的CCD 图像传感器而言， 只有采用一个分离的评估电路才能够提供两个观测角度， 这意味着处理时间和成本的增加。然而， CMOS 图像传感器的工作原理则与RAM相似，所有的存储位均可单独读出。CMOS 传感器的二次采样虽然提供了较低的分辨率，但是帧速率较高；而开窗口则允许随机选择一块感兴趣的区域。CMOS 传感器坐拥高灵敏度、宽动态范围和低功耗优势最新 CMOS 传感器获得广泛应用的一个前提是其所拥有的较高灵敏度、较短曝光时间

21、和日渐缩小的像素尺寸。像素灵敏度的一个衡量尺度是填充因子( 感光面积与整个像素面积之比)与量子效率 (由轰击屏幕的光子所生成的电子的数量)的乘积。 CCD 传感器因其技术的固有特性而拥有一个很大的填充因子。而在CMOS 图像传感器中，为了实现堪与CCD 转换器相媲美的噪声指标和灵敏度水平，人们给CMOS 图像传感器装配上了有源像素传感器(APS) ，并且导致填充因子降低，原因是像素表面相当大的一部分面积被放大器晶体管所占用，留给光电二极管的可用空间较小。所以，当今CMOS 传感器的一个重要的开发目标就是扩大填充因子。赛普拉斯(FillFactory) 通过其获得专利授权的一项技术，可以大幅度地

22、提高填充因子，这种技术可以把一颗标准 CMOS 硅芯片最大的一部分面积变为一块感光区域。nextpage另外，对于一个典型的工业用图象传感器而言，由于许多场景的拍摄都是在照明条件很差的情况下进行的，因此拥有较大的动态范围将是十分有益的。CMOS 图像传感器通过多斜率操作实现了这一目标：转换曲线由倾度不同的直线部分所组成，它们共同形成了一个非线性特征曲线。因此，一幅场景的黑暗部分有可能占据集成模拟-数字转换器转换范围的很大一部分：转换特征曲线在这里最为陡峭，以实现高灵敏度和对比度。特征曲线上半部分的平整化将在图像的明亮部分捕获几个数量级的过度曝光，并以一个更加细致的标度来表现它们。采用多斜率的方

23、式来运作 LUPA-4000将使高达 90dB 的光动态范围与一个10 位 A/D转换范围相匹配。具有 VGA 分辨率的 IM-001系列 CMOS 图像传感器在此基础上更进一步； 它们是专为汽车应用而设计的。其像素由光电二极管组成，可提供高达120dB 的自适应动态范围。面向汽车应用的 ACM 100 相机模块就采用了这些传感器，这种相机模块据称是同类产品中率先面市的全集成化相机解决方案：该视觉解决方案被看作是面向驾驶者保护、防撞、夜视支持和轮胎跟踪导向的未来汽车安全系统的关键元件。此外，对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的CMOS 技术还具有一个明显的优势： CMOS 图像

24、传感器是针对 5V 和 3.3V电源电压而设计的。而CCD 芯片则需要大约 12V 的电源电压，因此不得不采用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到CMOS 传感器中将带来另一个好处：它去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过 PCB 或衬底的外部实现方式低得多。扩展光谱灵敏度和提高分辨率是大趋势在现代 CMOS 图像传感器中，一个重要的发展趋势是其光谱灵敏度扩展到了近红外区NIR( 至约 1,100nm 的波长 )。配备了 IM-001 CMOS图像传感器的汽车应用将改善雾穿透力和夜视

25、能力。由于工业图像捕获技术开始运用更多波长位于NIR 之中的光源，而且生物技术也在利用该光谱区域中的有趣现象，因此，新开发的IBIS5-AE-1300 传感器具有700 900nm 的 NIR灵敏度。在面向消费应用的图像捕获技术中，另一个发展趋势是继续提高分辨率。到2005 年年中，70%左右的手机相机已具有VGA格式分辨率(640× 480 像素 )；但随后的2006 年，几百万像素的传感器就将占领 50%的市场份额，而到 2008 年，其市场占有率预计将进一步攀升至90%以-上。为此，赛普拉斯开发了一种用于蜂窝电话的300 万像素图像传感器， 该产品采用了 Autobrite技术

26、，可进行 12 位模拟 /数字转换，并提供了72dB 的宽广动态范围，而目前市面上的10 位模拟/ 数字转换器的动态范围仅为60dB。逐行扫描模式中的帧速率高达30 帧/秒，因而可录制实况视频节目。在工业和商业领域中，这种发展趋势也很明显：赛普拉斯已推出一款用于Kodak 数码相机的 1,300 万像素 /35mm 图像传感器，另外， 660万像素的 IBIS 4-6600传感器正在一种面向弱视人群的自动阅读辅助装置中证明自己的卓越品质它可在一幅完整的标准A4 页面上提供出色的分辨率。凭借技术实现系统集成由于蜂窝电话、数码相机、MP3 播放机和 PDA 等传统分离型功能设备的加速数字融合 (即

27、成为一部紧凑的消费型电子产品)，导致人们越来越希望至少具有部分自主性的子系统能够在一部设备中提供极为宽泛的功能。这种趋势还将对专业测量技术产生影响：利用包含一个数码相机、PDA 用户接口和WLAN联网能力的便携式检验工具，光测试和监视的应用范围将得到有效的拓展。作为一种平台技术，CMOS 符合这一发展潮流： CCD 图像转换器仍然需要采用外部逻辑电路来实现控制和模拟/数字转换功能， 而 CMOS 标准逻辑器件则能够把传感器、控制器、转换器和评估逻辑电路等全部集成到一块芯片之中。一个典型的例子如专门针对要求苛刻的消费应用而制作的CYIWCSC1300AA芯片的图像捕获电路。 它基于 130 万像

28、素图像传感器CYIWOSC1300AA 和一个用于提供误差插补、 黑电平调整、透镜校正、信号互串校正、彩色马赛克修补、彩色校正、自动曝光、噪声抑制、特效和 校正等等诸多功能的附加信号处理器。集成更多的系统功能 (一直到自主型光电传感器系统) 是可行的，这主要取决于诸如市场容量和开发成本等经济目标和限制因素。当今的 CMOS 图像转换技术不仅服务于“传统的”工业图像处理，而且还凭借其卓越的性能和灵活性而被日益广泛的新颖消费应用所接纳。此外，它还能确保汽车驾驶时的高安全性和舒适性。最初， CMOS 图像传感器被应用于工业图像处理；在那些旨在提高生产率、质量和生产工艺经济性的全新自动化解决方案中，它

29、至今仍然是至关重要的一环。据市场研究 IMS Research 的预测，在未来的几年中，欧洲工业图像处理市场的年成长率将达到 6%，其中，在相机中集成了软件功能的智能型解决方案的市场份额将不断扩大。在德国，据其全国工具机供应商协会VDMA 提供的数据， 2004 年的图像处理市场增长率达到了14%。市场调研 In-Stat/MDR 亦指出，单就图像传感器的次级市场而言，其年成长率将高达30%以上，而且这种情况将持续到2008 年。最为重要的是：CMOS 传感器的成长速度将达到CCD 传感器的七倍，照相手机和数码相机的迅速普及是这种需求的主要推动因素。显然，人们如此看好CMOS 图像转换器的成长

30、前景是基于这样一个事实，即：与垄断该领域长达 30 多年的 CCD 技术相比，它能够更好地满足用户对各种应用中新型图像传感器不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。此外，CMOS 图像转换器还造就了一些迄今为止尚不能以经济的方式来实现的新颖应用。另外， 还有一些有利于 CMOS 传感器的 “软” 标准在起作用，包括：应用支持、抗辐射性、快门类型、开窗口和光谱覆盖率等。不过，这种区别稍带几分任意性，因为这些标准的重要程度将由于应用的不同(消费、工业或汽车 )而发生变化。编辑 swvfswk 服务的主配置文件 htt

31、pd.conf，查找配置项“ ServerName”，在附近添加一行内容“苏州网思通信ServerName W ” , 用于设置网站名称。细节表现中所面临的难题就像我们从模拟摄影所获知的那样，拍摄一幅完整场景的照片是一件相当普通的事情，照相手机同样如此。但是，对于工业或汽车应用来说，情况就大不一样了：有些场合并不需要很高的全帧数据速率。比如，在监控摄像机中，只要能够发现一幅场景中出现的变化（因为这种变化可能预示着某种可疑情况） ，那么分辨率低一点也是完全可以接受的。 在此基础之上才需要借助全分辨率来采集更多的细节信息。跟着发生的动作将只在摄像机视场的某一部分当中进行播放，而且，在所捕获的场景中

32、，只有这一部分才是监控人员所关注的。对于只提供全帧图像的CCD 图像传感器而言， 只有采用一个分离的评估电路才能够提供两-个观测角度， 这意味着处理时间和成本的增加。然而， CMOS 图像传感器的工作原理则与RAM相似，所有的存储位均可单独读出。CMOS 传感器的二次采样虽然提供了较低的分辨率，但是帧速率较高；而开窗口则允许随机选择一块感兴趣的区域。CMOS 传感器坐拥高灵敏度、宽动态范围和低功耗优势最新 CMOS 传感器获得广泛应用的一个前提是其所拥有的较高灵敏度、较短曝光时间和日渐缩小的像素尺寸。像素灵敏度的一个衡量尺度是填充因子( 感光面积与整个像素面积之比)与量子效率 (由轰击屏幕的光

33、子所生成的电子的数量)的乘积。 CCD 传感器因其技术的固有特性而拥有一个很大的填充因子。而在CMOS 图像传感器中，为了实现堪与CCD 转换器相媲美的噪声指标和灵敏度水平，人们给CMOS 图像传感器装配上了有源像素传感器(APS) ，并且导致填充因子降低，原因是像素表面相当大的一部分面积被放大器晶体管所占用，留给光电二极管的可用空间较小。所以，当今CMOS 传感器的一个重要的开发目标就是扩大填充因子。赛普拉斯(FillFactory) 通过其获得专利授权的一项技术，可以大幅度地提高填充因子，这种技术可以把一颗标准 CMOS 硅芯片最大的一部分面积变为一块感光区域。nextpage另外，对于一

34、个典型的工业用图象传感器而言，由于许多场景的拍摄都是在照明条件很差的情况下进行的，因此拥有较大的动态范围将是十分有益的。CMOS 图像传感器通过多斜率操作实现了这一目标：转换曲线由倾度不同的直线部分所组成，它们共同形成了一个非线性特征曲线。因此，一幅场景的黑暗部分有可能占据集成模拟-数字转换器转换范围的很大一部分：转换特征曲线在这里最为陡峭，以实现高灵敏度和对比度。特征曲线上半部分的平整化将在图像的明亮部分捕获几个数量级的过度曝光，并以一个更加细致的标度来表现它们。采用多斜率的方式来运作 LUPA-4000 将使高达 90dB 的光动态范围与一个10 位 A/D 转换范围相匹配。具有 VGA

35、分辨率的 IM-001系列 CMOS 图像传感器在此基础上更进一步； 它们是专为汽车应用而设计的。其像素由光电二极管组成，可提供高达120dB 的自适应动态范围。面向汽车应用的 ACM 100 相机模块就采用了这些传感器，这种相机模块据称是同类产品中率先面市的全集成化相机解决方案：该视觉解决方案被看作是面向驾驶者保护、防撞、夜视支持和轮胎跟踪导向的未来汽车安全系统的关键元件。此外，对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的CMOS 技术还具有一个明显的优势： CMOS 图像传感器是针对 5V 和 3.3V 电源电压而设计的。而CCD 芯片则需要大约 12V 的电源电压，因此不得不采用

36、一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到 CMOS 传感器中将带来另一个好处： 它去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过 PCB 或衬底的外部实现方式低得多。扩展光谱灵敏度和提高分辨率是大趋势在现代 CMOS 图像传感器中，一个重要的发展趋势是其光谱灵敏度扩展到了近红外区NIR( 至约 1,100nm 的波长 )。配备了 IM-001 CMOS图像传感器的汽车应用将改善雾穿透力和夜视能力。由于工业图像捕获技术开始运用更多波长位于NIR 之中的光源，而且生物技术也在利用该光谱区域中的有趣现

37、象，因此，新开发的IBIS5-AE-1300 传感器具有700 900nm 的 NIR灵敏度。在面向消费应用的图像捕获技术中，另一个发展趋势是继续提高分辨率。到2005 年年中，70%左右的手机相机已具有VGA 格式分辨率 (640× 480 像素 )；但随后的2006 年，几百万像素的传感器就将占领 50%的市场份额，而到2008 年，其市场占有率预计将进一步攀升至90%以上。为此，赛普拉斯开发了一种用于蜂窝电话的300 万像素图像传感器， 该产品采用了 Autobrite技术，可进行 12 位模拟 /数字转换，并提供了 72dB 的宽广动态范围，而目前市面上的10 位模拟/ 数字

38、转换器的动态范围仅为60dB。逐行扫描模式中的帧速率高达30 帧/秒，因而可录制实况视频节目。在工业和商业领域中，这种发展趋势也很明显：赛普拉斯已推出一款用于Kodak 数码相机的 1,300 万像素 /35mm 图像传感器，另外，660 万像素的 IBIS 4-6600传感器正在一种面向弱视人群的自动阅读辅助装置中证明自己的卓越品质它可在一幅完整的标准A4 页面上提供出-色的分辨率。凭借技术实现系统集成由于蜂窝电话、数码相机、MP3 播放机和 PDA 等传统分离型功能设备的加速数字融合 (即成为一部紧凑的消费型电子产品)，导致人们越来越希望至少具有部分自主性的子系统能够在一部设备中提供极为宽

39、泛的功能。这种趋势还将对专业测量技术产生影响：利用包含一个数码相机、PDA 用户接口和 WLAN联网能力的便携式检验工具，光测试和监视的应用范围将得到有效的拓展。作为一种平台技术，CMOS 符合这一发展潮流：CCD 图像转换器仍然需要采用外部逻辑电路来实现控制和模拟/数字转换功能， 而 CMOS 标准逻辑器件则能够把传感器、控制器、转换器和评估逻辑电路等全部集成到一块芯片之中。一个典型的例子如专门针对要求苛刻的消费应用而制作的CYIWCSC1300AA 芯片的图像捕获电路。 它基于130 万像素图像传感器CYIWOSC1300AA和一个用于提供误差插补、 黑电平调整、透镜校正、信号互串校正、彩

40、色马赛克修补、彩色校正、自动曝光、噪声抑制、特效和 校正等等诸多功能的附加信号处理器。集成更多的系统功能(一直到自主型光电传感器系统) 是可行的，这主要取决于诸如市场容量和开发成本等经济目标和限制因素。当今的 CMOS 图像转换技术不仅服务于“传统的”工业图像处理，而且还凭借其卓越的性能和灵活性而被日益广泛的新颖消费应用所接纳。此外，它还能确保汽车驾驶时的高安全性和舒适性。最初， CMOS 图像传感器被应用于工业图像处理；在那些旨在提高生产率、质量和生产工艺经济性的全新自动化解决方案中，它至今仍然是至关重要的一环。据市场研究 IMS Research 的预测，在未来的几年中，欧洲工业图像处理市

41、场的年成长率将达到 6%，其中，在相机中集成了软件功能的智能型解决方案的市场份额将不断扩大。在德国，据其全国工具机供应商协会VDMA提供的数据， 2004年的图像处理市场增长率达到了14%。市场调研 In-Stat/MDR 亦指出，单就图像传感器的次级市场而言，其年成长率将高达30%以上，而且这种情况将持续到2008 年。最为重要的是：CMOS 传感器的成长速度将达到CCD 传感器的七倍，照相手机和数码相机的迅速普及是这种需求的主要推动因素。显然，人们如此看好CMOS 图像转换器的成长前景是基于这样一个事实，即：与垄断该领域长达 30 多年的 CCD 技术相比，它能够更好地满足用户对各种应用中

42、新型图像传感器不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。此外，CMOS 图像转换器还造就了一些迄今为止尚不能以经济的方式来实现的新颖应用。另外， 还有一些有利于CMOS 传感器的 “软” 标准在起作用，包括：应用支持、抗辐射性、快门类型、开窗口和光谱覆盖率等。不过，这种区别稍带几分任意性，因为这些标准的重要程度将由于应用的不同(消费、工业或汽车 )而发生变化。细节表现中所面临的难题就像我们从模拟摄影所获知的那样，拍摄一幅完整场景的照片是一件相当普通的事情，照相手机同样如此。但是，对于工业或汽车应用来说，情况就大不一

43、样了：有些场合并不需要很高的全帧数据速率。比如，在监控摄像机中，只要能够发现一幅场景中出现的变化（因为这种变化可能预示着某种可疑情况），那么分辨率低一点也是完全可以接受的。在此基础之上才需要借助全分辨率来采集更多的细节信息。跟着发生的动作将只在摄像机视场的某一部分当中进行播放，而且，在所捕获的场景中，只有这一部分才是监控人员所关注的。对于只提供全帧图像的CCD 图像传感器而言， 只有采用一个分离的评估电路才能够提供两个观测角度， 这意味着处理时间和成本的增加。然而， CMOS 图像传感器的工作原理则与RAM相似，所有的存储位均可单独读出。CMOS 传感器的二次采样虽然提供了较低的分辨率，但是帧

44、速率较高；而开窗口则允许随机选择一块感兴趣的区域。CMOS 传感器坐拥高灵敏度、宽动态范围和低功耗优势最新 CMOS 传感器获得广泛应用的一个前提是其所拥有的较高灵敏度、较短曝光时间和日渐缩小的像素尺寸。像素灵敏度的一个衡量尺度是填充因子( 感光面积与整个像素面积之比)与量子效率 (由轰击屏幕的光子所生成的电子的数量)的乘积。 CCD传感器因其技术的固有特性而拥有一个很大的填充因子。而在CMOS 图像传感器中，为了实现堪与CCD 转换器相媲美的噪声指标和灵敏度水平，人们给CMOS 图像传感器装配上了有源像素传感器(APS) ，并且导致填-充因子降低，原因是像素表面相当大的一部分面积被放大器晶体

45、管所占用，留给光电二极管的可用空间较小。所以，当今CMOS 传感器的一个重要的开发目标就是扩大填充因子。赛普拉斯(FillFactory) 通过其获得专利授权的一项技术，可以大幅度地提高填充因子，这种技术可以把一颗标准 CMOS 硅芯片最大的一部分面积变为一块感光区域。nextpage另外，对于一个典型的工业用图象传感器而言，由于许多场景的拍摄都是在照明条件很差的情况下进行的，因此拥有较大的动态范围将是十分有益的。CMOS 图像传感器通过多斜率操作实现了这一目标：转换曲线由倾度不同的直线部分所组成，它们共同形成了一个非线性特征曲线。因此，一幅场景的黑暗部分有可能占据集成模拟-数字转换器转换范围

46、的很大一部分：转换特征曲线在这里最为陡峭，以实现高灵敏度和对比度。特征曲线上半部分的平整化将在图像的明亮部分捕获几个数量级的过度曝光，并以一个更加细致的标度来表现它们。采用多斜率的方式来运作LUPA-4000 将使高达90dB 的光动态范围与一个10 位 A/D 转换范围相匹配。具有 VGA 分辨率的IM-001 系列 CMOS 图像传感器在此基础上更进一步；它们是专为汽车应用而设计的。其像素由光电二极管组成，可提供高达120dB 的自适应动态范围。面向汽车应用的 ACM 100 相机模块就采用了这些传感器， 这种相机模块据称是同类产品中率先面市的全集成化相机解决方案：该视觉解决方案被看作是面

47、向驾驶者保护、防撞、夜视支持和轮胎跟踪导向的未来汽车安全系统的关键元件。此外，对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的CMOS 技术还具有一个明显的优势： CMOS 图像传感器是针对5V 和 3.3V 电源电压而设计的。而CCD 芯片则需要大约 12V 的电源电压，因此不得不采用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到 CMOS 传感器中将带来另一个好处： 它去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过 PCB 或衬底的外部实现方式低得多。扩展光谱灵敏度和提高分辨率是大趋势在现代

48、CMOS 图像传感器中，一个重要的发展趋势是其光谱灵敏度扩展到了近红外区NIR( 至约 1,100nm 的波长 )。配备了 IM-001 CMOS图像传感器的汽车应用将改善雾穿透力和夜视能力。由于工业图像捕获技术开始运用更多波长位于NIR 之中的光源，而且生物技术也在利用该光谱区域中的有趣现象，因此，新开发的IBIS5-AE-1300 传感器具有700 900nm 的 NIR灵敏度。在面向消费应用的图像捕获技术中，另一个发展趋势是继续提高分辨率。到2005 年年中，70%左右的手机相机已具有VGA 格式分辨率 (640× 480 像素 )；但随后的2006 年，几百万像素的传感器就将

49、占领 50%的市场份额，而到2008 年，其市场占有率预计将进一步攀升至90%以上。为此，赛普拉斯开发了一种用于蜂窝电话的300 万像素图像传感器， 该产品采用了 Autobrite技术，可进行 12 位模拟 /数字转换，并提供了 72dB 的宽广动态范围，而目前市面上的10 位模拟/ 数字转换器的动态范围仅为60dB。逐行扫描模式中的帧速率高达30 帧/秒，因而可录制实况视频节目。在工业和商业领域中，这种发展趋势也很明显：赛普拉斯已推出一款用于Kodak 数码相机的 1,300 万像素 /35mm 图像传感器，另外，660 万像素的 IBIS 4-6600传感器正在一种面向弱视人群的自动阅读

50、辅助装置中证明自己的卓越品质它可在一幅完整的标准A4 页面上提供出色的分辨率。凭借技术实现系统集成由于蜂窝电话、数码相机、MP3 播放机和 PDA 等传统分离型功能设备的加速数字融合 (即成为一部紧凑的消费型电子产品)，导致人们越来越希望至少具有部分自主性的子系统能够在一部设备中提供极为宽泛的功能。这种趋势还将对专业测量技术产生影响：利用包含一个数码相机、PDA 用户接口和 WLAN联网能力的便携式检验工具，光测试和监视的应用范围将得到有效的拓展。作为一种平台技术，CMOS 符合这一发展潮流： CCD 图像转换器仍然需要采用外部逻辑电路来实现控制和模拟/数字转换功能， 而 CMOS 标准逻辑器件则能够把传感器、控制器、转换器和评估逻辑电路等全部集成到一块芯片之中。一个典型的例子如专门针对要求苛刻的消费应用而制作的CYIWCSC1300AA芯片的-图像捕获电路。 它基于 130 万像素图像传感器CYIWOSC1300AA和一个用于提供误差插补、黑电平调整、透镜校正、信号互串校正、彩色马赛克修补、彩色校正、自动曝光、噪声抑制、特效和 校正等等诸多功能的附加信号处理器。集成更多的系统功能(一直到自主型光电传感器系统) 是可行的，这主要取决于诸如市场容量和开发成本等经济目标和限制因素。当今的 CMOS 图像转换技术不仅服务于“传统的”工业图像处理，而且还凭借其卓越