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由于图像传感器对功耗的要求越来越高，设计人员一直在为如何设计视觉系统而不断努力。例如，监控应用中的功率预算非常有限。功耗大的图像传感器和提供辅助照明的多个 LED 大大增加了系统的功率需求和电源管理负担。在机器视觉相机中，更快的帧频和更高的分辨率会增加功耗，迫使设计人员规划额外的功率匹配。
在门禁控制应用中，需要使用更大的电池来维持更长的充电周期。这些因素不仅增加了系统的成本，还显著改变了系统架构，包括期望的外形和系统尺寸。在许多情况下，这导致视觉系统设计人员需要大幅缩减设计，从而导致最终产品差异化不大。
在此必须认识到，在视觉系统中，图像传感器是唯一的数据生成器，它决定了整个系统的运行。它要求处理器处理输入的数据，使处理引擎能够处理这些输入。
如果缺乏目的性或输入质量不佳，则会浪费或增加本可以避免的功耗。更高的分辨率和更快的帧频会产生更多的数据，这带来了额外的问题，在输出端需要有足够的能力对这些输入进行处理。处理引擎（ISP 或 SoC）现在需要预留专用资源，并辅以外部存储器来保存输入的图像数据。无论哪种情况，都会增加视觉系统的整体功耗、外形尺寸和成本。
在许多情况下，上述问题会导致视觉系统设计人员不得不大幅简化他们的设计，从而导致最终产品差异不大。这些障碍迫使人们对图像传感器的功能进行更仔细的审查，并寻找能够帮助降低视觉系统功耗，同时又不影响图像质量和运行速度的智能图像传感器。
仅在需要时唤醒传感器
大多数应用不需要一直处于全功能状态（全分辨率、最大帧率），因为场景不会经常变化，或者变化对应用场景来说并不重要。在可视门铃、监控摄像头、（视频）门禁系统等例子中就可以清楚地看到这一点。以较低状态（低分辨率、低帧率）运行视觉系统并节省功耗是非常有益的。主要在低状态下运行可以延长电池供电系统的使用寿命，并减少所需的电池容量（mAh），从而最大限度地降低系统成本。
图 1. 运动唤醒 (WOM) 功能
具有子采样（Subsampling Mode）模式和触发模式（Trigger Mode）的图像传感器可对器件进行出色的操作控制。子采样模式提供了控制带宽与功耗关系的机会——可以在较低分辨率、较低帧率下运行传感器以降低功耗，或者在相同功耗下以较高帧率运行。无论哪种情况，这种灵活性都有助于选择最理想的工作状态，实现最低的功耗。
利用触发模式，用户可以控制图像传感器的场景曝光到所需的精细度，并允许读取拍摄到的图像数据，然后将传感器切换到待机状态，在这种状态下它消耗的功耗最少。在再次触发之前，传感器保持低功耗状态，等待重复操作。
在传感器内进行更多处理
图像传感器是边缘数据捕获器件。通常，这些器件会拍摄场景并提供数据。这给ISP/SoC带来了巨大的负担，因为它们需要处理数据并使其适合决策。
许多功能都可以在传感器内部、靠近数据源处完成，与在数据路径的后期处理相比，输出速度更快，保真度更高。例如，视觉系统可能需要更宽的动态范围来应对复杂的光照条件。系统可以通过融合场景的多重曝光来实现这一点。
这种融合既可以在ISP/SoC中进行，也可以在传感器内部完成。后者效率更高，并能提供更优质的图像，因为融合逻辑利用的是靠近信号源的信号，并最大限度地降低了过程中的功耗。而前者可能接收到的是低保真数据，这依赖于融合算法的质量，并且由于需要在器件间传输数据以及片外存储中数据的频繁交换，导致功耗更高，处理需求更大。
如果选择 "非智能 "传感器，视觉系统设计人员往往会面临两难选择，不知道用哪种方法才能实现最佳解决方案。所需的数据处理要么通过ISP/SoC上的硬件完成，要么通过运行在这些器件上的软件来完成。无论哪种情况，它们的局限性都会导致性能/功耗/价格达不到最佳水平，从而迫使设计人员做出代价高昂的权衡。
要在实际成像应用中实现出色的性能，同时不增加图像传感器和整个视觉系统的功耗，就需要传感器具有更高的效率。这些传感器必须在物理尺寸、功耗和数据传输的限制内工作，在具备高灵敏度，提供卓越的图像质量的同时还要节能。
达成这一关键平衡是安森美 Hyperlux 图像传感器系列的核心追求。Hyperlux LP 产品系列的架构和设计旨在最大限度地降低功耗，被公认为领先业界的低功耗图像传感器。Hyperlux LH 产品系列具有更高的性能，在传感器内集成了多种功能，从而减少了对功能丰富的 ISP/SoC 的需求。
图 2. Hyperlux LP 图像传感器系列
图 3. Hyperlux LH 图像传感器系列
安森美的Hyperlux LP产品系列包括500万像素（MP）的AR0544、800万像素的AR0830和2000万像素的AR2020。Hyperlux LH产品系列则包含200万像素的AR0246、800万像素的AR0822以及即将发布的1200万像素传感器。这些传感器扩展了安森美的通用图像传感器系列，以最大限度地降低功耗，不仅是器件本身的功耗，还降低了整个系统的功耗。
这些传感器不但功耗超低，与其他替代产品相比，功耗最多可降低 40%。此外，与同类产品相比，它们的物理尺寸更小。
安森美 Hyperlux LP 和 Hyperlux LH 图像传感器采用先进的硅和像素架构，具有卓越的光学性能。由此产生的量子效率（QE）和整体数据路径性能，即使在具有挑战性的低光条件下也能提供高质量的图像。这极大地减少了可见光和近红外区域的补充照明，降低了视觉系统的总体物料（BOM） 成本。
这两个产品系列都内置了诸如运动唤醒（WOM）、子采样和触发模式等多种功能，有助于最大限度地减少系统级的处理延迟，降低 ISP/SoC 的功耗，并降低视觉系统的总体拥有成本（TCO）。通过构建特定的功能以提供更宽的动态范围，这些传感器使得智能视觉系统能够提供高性能的差异化功能。
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