近年來(lái)，CIS(CMOS Image Sensor，CMOS圖像傳感器)市場(chǎng)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。圖像傳感器作為機(jī)器視覺(jué)的核心視覺(jué)元件，一直以來(lái)都憑借著廣闊的視覺(jué)應(yīng)用市場(chǎng)擁有可觀且穩(wěn)定增長(zhǎng)的出貨量。圖像傳感器可分為CCD和CMOS，這幾年來(lái)，CMOS圖像傳感器在體積、功耗及成本等多方面表現(xiàn)都優(yōu)于CCD，已逐漸取代CCD成為市場(chǎng)的主流。

 汽車、安防監(jiān)控、醫(yī)療CMOS圖像傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)量攀升

近年來(lái)CMOS圖像傳感器背照式和堆棧式技術(shù)發(fā)展快速，使得CMOS圖像傳感器從智能手機(jī)逐漸朝汽車、安防監(jiān)控、醫(yī)療、VR以及工業(yè)等諸多細(xì)分市場(chǎng)覆蓋。

臺(tái)灣Yuanta Research2019年年中發(fā)布的全球圖像傳感器的產(chǎn)業(yè)報(bào)告即對(duì)這一趨勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)說(shuō)明，該報(bào)告指出：2017年，智能手機(jī)應(yīng)用占CMOS圖像傳感器銷售額的62%，達(dá) 77.5 億美元，但手機(jī)市場(chǎng)逐漸進(jìn)入到相對(duì)飽和期，未來(lái)三五年，市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將在2022年降至45%。而在未來(lái)幾年，汽車、安防監(jiān)控、醫(yī)療、玩具/電玩與工業(yè)等將成為帶動(dòng) CMOS 傳感器高速發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?/span>

其中，在“各領(lǐng)域CMOS傳感器市場(chǎng)規(guī)模年平均復(fù)合增長(zhǎng)率”這一項(xiàng)分析顯示，汽車和安防領(lǐng)域的CMOS傳感器市場(chǎng)將分別達(dá)到55%以及36%的復(fù)合增長(zhǎng)率，自動(dòng)駕駛以及AI監(jiān)控將成為這些市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要推力。隨著這幾大市場(chǎng)近年來(lái)的持續(xù)高增長(zhǎng)，CMOS圖像傳感器也將迎來(lái)新一輪的產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)高峰。

作為CMOS傳感器復(fù)合增長(zhǎng)率最快的兩大行業(yè)領(lǐng)域，汽車和安防視頻監(jiān)控正進(jìn)入到人工智能技術(shù)應(yīng)用階段，為了能夠讓機(jī)器更加快速、精準(zhǔn)地理解圖像中的“語(yǔ)義”，需要圖像傳感器能夠盡可能真實(shí)地還原所拍攝圖像中的每一處細(xì)節(jié)。正因如此，機(jī)器視覺(jué)/人工智能對(duì)于圖像傳感器的性能要求也在不斷攀升，這使得近些年快速發(fā)展的CMOS圖像傳感器技術(shù)逐漸成為了機(jī)器視覺(jué)/人工智能最為基礎(chǔ)的核心。這里我們重點(diǎn)探討下安防監(jiān)控市場(chǎng)的CMOS圖像傳感器的性能升級(jí)情況。

AI監(jiān)控推動(dòng)CMOS圖像傳感器性能升級(jí)

近年來(lái)，隨著智慧城市、雪亮工程建設(shè)的大力推進(jìn)，城市視頻監(jiān)控被賦予了“城市視覺(jué)感知系統(tǒng)”的新含義，為了讓視頻監(jiān)控看得清、看得懂，我們一邊在不斷強(qiáng)化視頻監(jiān)控AI智能應(yīng)用，另一邊也在同步提升監(jiān)控系統(tǒng)本身的硬件系統(tǒng)整體性能。這其中，視頻監(jiān)控的像素水平、超低照夜視功能是輔助AI更好發(fā)揮效能的前提和基礎(chǔ)。在以視覺(jué)為核心的安防監(jiān)控系統(tǒng)中，CMOS圖像傳感器無(wú)疑扮演著相當(dāng)核心的角色。

為了更好的順應(yīng)安防監(jiān)控的應(yīng)用需求，CMOS圖像傳感器從成像設(shè)計(jì)上需要做針對(duì)性的改善，從這幾年來(lái)成像技術(shù)廠商推出的安防專用CMOS傳感器產(chǎn)品來(lái)看，由于需要考慮到場(chǎng)景環(huán)境、光照、氣溫等各種因素的影響，監(jiān)控用CMOS圖像傳感器的設(shè)計(jì)也開(kāi)始進(jìn)入到“場(chǎng)景定制化”階段，不同的應(yīng)用場(chǎng)景所適用的產(chǎn)品不一而同。

當(dāng)前監(jiān)控行業(yè)普遍存在的四大問(wèn)題，分別為夜晚攝像頭工作困難、攝像頭紅曝刺眼、攝像頭功耗大或體積大、AI對(duì)攝像頭的人臉識(shí)別要求高等，為此，這也成為監(jiān)控專用CMOS圖像傳感器不斷突破的幾大方向。

提升攝像頭像素水平是首要的基礎(chǔ)，有業(yè)內(nèi)人士表示，1080P成為主流，逐步向4K發(fā)展，人臉識(shí)別、物體識(shí)別等智能視頻需求的興起，H.265編碼技術(shù)的普及，使得高分辨率成為發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)在人們對(duì)于監(jiān)控的像素升級(jí)需求比較強(qiáng)烈，以前安防監(jiān)控以200萬(wàn)像素為主，現(xiàn)在隨著高清化的趨勢(shì)加快，500萬(wàn)像素、4K產(chǎn)品開(kāi)始逐漸上量。

與此同時(shí)，隨著攝像頭像素越來(lái)越高，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力無(wú)法滿足其需求，必須依靠邊緣計(jì)算等方式，在圖像采集端進(jìn)行視頻預(yù)處理之后再到云端進(jìn)行更復(fù)雜的解析，為此，需要推出適配的CMOS圖像傳感器以此輔助監(jiān)控系統(tǒng)在采集端即能進(jìn)行AI處理。

對(duì)此，SmartSens 提出了傳感器端計(jì)算的概念，利用目前發(fā)展中的半導(dǎo)體制程技術(shù)，可以在堆疊式CMOS傳感器芯片的封裝中增加搭載部分人工智能算法的邏輯運(yùn)算層。通過(guò)將數(shù)據(jù)處理過(guò)程“前置”至傳感器端，開(kāi)發(fā)者能夠?qū)崿F(xiàn)更快的數(shù)據(jù)處理速度、更高的系統(tǒng)效率和更強(qiáng)的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)，并降低數(shù)據(jù)傳輸延遲、節(jié)省系統(tǒng)功耗、減少物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，以及降低系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)成本。