根據 Expert Market Research 的報告，2023 年全球機器視覺市場規模達到了約 108.8 億美元。預計 2024 年至 2032 年期間，該市場將以 7.90% 的複合年增長率 (CAGR) 成長，到 2032 年將達到近 215.1 億美元的規模。工業 4.0 和工業物聯網 (IIoT) 等先進創新技術的採用和實施，是推動機器視覺市場成長的主要動力之一。
為了能推進即時決策、提高生產效率和自動化水平，各行各業都越來越關注裝備電腦視覺設備、嵌入式軟體、先進感測器和機器人的智慧工廠，從而提振了機器視覺市場。在工業領域，機器視覺用於電子元件分析、特徵識別、物件和圖案識別及材料檢驗，可以幫助不同流程自動化，透過影像處理發現故障。由於機器視覺能夠減少人工操作並提高產品製造的精度，因此備受歡迎。
出處:安森美
高性能影像感測器如何選擇？全面理解性能的多個維度
影像感測器的關鍵性能包括解析度、靈敏度、動態範圍、幀率和雜訊水平。解析度決定影像的細節和清晰度，高解析度感測器適用於需要精細檢測的應用，如醫療成像和品質控制。靈敏度影響在低光環境下的表現，高靈敏度感測器適合夜視和安防監控。動態範圍決定感測器在高對比場景中的表現，廣泛應用於交通監控和高動態範圍成像。幀率影響即時性，高幀率感測器適用於運動偵測和自動駕駛。雜訊等級則影響影像質量，低雜訊感測器在精密測量和科學研究中至關重要。
綜合這些性能，影像感測器的選擇直接決定了應用的效果和可靠性，可以從這些維度去評估影像感測器的性能：
分辨率:
每個畫面或每張影像的資訊量是水平像素數 x 與垂直像素數 y 的乘積。與消費級相機不同，機器視覺應用不需要極高的解析度。解析度過高會造成需要更多的感測器和更大的影像處理器頻寬，進而導致系統成本無謂地增加。使用者必須根據要掃描的相關物體和物體上提供的光量選擇解析度。
光學格式:
將鏡頭聚焦光線的投影與傳感器的像素陣列匹配,已覆蓋傳感器(並充分利用分辨率)
長寬比：
無論是 1:1、3:2 或其他比例，最佳排列都應與目標視野的佈局相對應，以免解析度超出應用需求而造成浪費。
幀率：
如果目標正在快速移動，那麼每秒需要拍攝足夠的影像來「凍結」運動，並與所要成像的物理空間保持一致。但與解析度一樣，拍攝速度只需要能夠解決對應的問題就夠了。
動態範圍:
最大阱容與讀取雜訊等因素決定了動態範圍，即最大訊號與最小訊號之比。動態範圍越大，感測器就越能更好地捕捉應用場景中從亮到暗的漸變細節。
捲簾快門與全域快門：
目前大多數感測器都支援全域快門，即所有像素行同時曝光，從而消除運動引起的模糊。但是，實現全局快門所需的感測器上電子裝置會增加一定的成本，因此對於某些應用來說，使用捲簾快門感測器仍然是有意義的。
像素大小：
物理像素越大，所能接納的光子越多。一般來說，傾向於使用大像素。但這樣一來，就需要耗費更多的矽面積來支援所需的 x x y （x by y）陣列以實現相應的分辨率，並且需要更大的光學系統，進而導致物料單成本上升。另一方面，非常小的像素需要複雜的光路設計才能實現良好的光學解析度。
光學感測器可用於深度感知、環境中的定向和交互，是唯一能夠檢測顏色的感測器方案。值得一提的是，採用全域快門的影像感測器同時儲存整個影像中的像素數據，而沒有運動偽影，因此非常適合用在四處移動時。捲簾快門感測器具有更高的動態範圍，因此可以在較差的照明條件下更好地工作。
全域快門在捕捉運動場景方面具有優勢，並且能為開發者和製造商帶來其他好處。而最大限度地減少運動偽影是全域快門的一個主要優勢。全域快門感測器一次可以捕捉整個影像，因此避免了捲簾快門影像中可能出現的失真和偽影，尤其是在捕捉快速移動的物體時。
基於安森美多個系列影像感測器實現機器視覺應用落地
對於機器視覺應用落地來說，影像感測器的高解析度、低雜訊、高幀率、大動態範圍、低功耗以及高性價比等特性非常關鍵的。安森美透過其XGS、PYTHON、Hyperlux LP系列影像感測器，以高解析度、低雜訊、高幀率、大動態範圍、低功耗和高性價比等特性，滿足工業機器視覺應用對精準、智慧、高效的需求，加速機器視覺在工業自動化、智慧製造等領域的落地應用。
PYTHON 系列
全域快門影像感測器是針對典型機器視覺應用（包括檢查、追蹤、測量等）進行最佳化的產品線。該系列提供基於 4.5um 或 4.8um 像素的 8 種分辨率，從 VGA 開始，最高 2500 萬像素。幀率為 >800fps 至 80 fps 不等，取決於解析度。所有 PYTHON 裝置都有獨特的「二次方增速」特性，即幀率的增加取決於所讀取的興趣區域的垂直和水平尺寸。 PYTHON 有黑白、彩色和近紅外線增強三種版本，同時針對選定的分辨率提供多種速度和品質等級選項。
Hyperlux SG 系列
Hyperlux SG 是一款多功能攝影機，可用於多種用途，包括 AR/VR、機器視覺、條碼掃描和裝置檢查。它有許多非常適合這些應用的特性，包括：最大限度減少運動偽影的全局快門感測器、可編程的興趣區域(ROI)、適應動態照明的自動曝光和控制、用於精確主動照明的觸發和頻閃控制，以及適用於電池供電設備的低功耗運作。今年將會推出更多具有出色特性的感測器。
XGS 系列
安森美的影像感測器系列（也稱為 XGS）集高性能、緊湊像素和低功耗等特性於一體。它提供多種分辨率，從 230 萬至 4500 萬像素不等，適用於廣泛的應用。感光元件還採用全局快門設計，這意味著所有像素同時捕捉光線，從而減少失真和捲簾快門效應。此外，感測器還有黑白和彩色兩種選擇。
機器視覺技術發展趨勢展望
隨著工業自動化和智慧製造的不斷發展，機器視覺技術正迎來前所未有的成長。安森美作為業界領先的影像感測器供應商，憑藉技術創新推動機器視覺應用的加速落地。
未來，影像感測器解析度的進一步提升以滿足對更高影像品質和細節捕捉的需求。同時，低功耗和高動態範圍（HDR）技術的進步將使影像感測器在惡劣光照條件下也能提供卓越的影像性能，這對於工業檢測、自動化裝配線等應用至關重要。此外，隨著人工智慧（AI）技術的融合，影像感測器將更加智慧化，能夠在邊緣進行更複雜的影像處理和分析，從而提高機器視覺系統的整體效率和反應速度。安森美正透過不斷的技術創新，引領機器視覺技術朝向更有效率、智慧、精準的方向發展。
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