Серия матриц 8,3 Мп от Onsemi

[МакроГрупп 0]

Компания Onsemi вывела на рынок сенсор изображения серии AR0821CS. Особенностью данной серии, помимо обратной засветки (BSI), является высокая квантовая эффективность (eHDR). В качестве фокусной конечной продукции производитель ориентируется на беспилотники, машинное зрение, сканеры и камеры наблюдения.

 

Подробнее

 

[Aner 0]

€342,31/ea за 8,3M не много ли?

[alexunder 0]

On 12/17/2021 at 4:28 PM, Aner said:

€342,31/ea за 8,3M не много ли?

Предположу, что это из-за того, что сенсор типа BSI, то есть засветка с задней стороны эпи-слоя. Как результат, фактор заполнения 100% и высокая квантовая эффективность. Плюс, декларируется HDR аж 140дБ. С другой стороны затвор там типа Rolling shutter, что как бы уже устарело для заявленных приложений.

 

[Aner 0]

Даташит бы найти где нибудь. Вся линейка ARxx у них BSI. Прояснилось многое. еHDR понятно, но вот 140дБ непонятно, как? AR0238 ...едва 96dB на пределе. Это же не вниз по энергетике, а вверх скорее всего. Да и как это отображать?

[alexunder 0]

37 minutes ago, Aner said:

140дБ непонятно, как. Это же не вниз по энергетике, а вверх скорее всего.

Вряд-ли вниз, да. Но даже вверх получается как-то слишком много. Если предположить, что у этого чипа полный шум считывания порядка 3e- (кстати, даже в коротком описании онсемщики о шуме ни слова не говорят, скорее всего, он реально выше), то 140дБ дадут невероятный Full well в несколько миллионов e-. Кому нужна такая засветка?

37 minutes ago, Aner said:

Да и как это отображать?

псевдоцветами, или в логарифмической шкале, или, что еще лучше, производить выравнивание гистограммы (Histogram equalization), чтобы равномерно распределить плотно упакованную в темных участках заснятой сцены информацию. Последнее особенно актально, если цель скармливать изображения человеку. На картинке ниже пример просто HDR данные (верхнее изобр, снято в режиме 103дБ примерно) и после выравнивания гистограммы (нижнее):

 

Вообще про HDR в том числе по методам отображения данных в удобном виде есть неплохая книжка "High dynamic range imаging" за авторством A. Darmont. Могу поделиться последним изданием через закрома.

 

 

[Aner 0]

... какого года?

[alexunder 0]

6 minutes ago, Aner said:

... какого года?

Книга? 2019й.

https://www.spiedigitallibrary.org/ebooks/PM/high-dynamic-range-imaging-sensors-and-architectures-second-edition/eISBN-9781510622791/10.1117/3.2512264

P.S. Насчет 140дБ, думаю, они достижимы в каких-то особенных режимах (oversampling, низкая частотя кадров, определенная температура), когда шум падает, скажем, до 0.5e-, а в брошюре ставят самое лучшее значение, конечно же. Но это будет известно только из datasheet.

[Aner 0]

Эта есть. Думал Арно что то еще выпустил.

Но вот чем делать обоаботку этих 140дБ? ... как не нейросетью.

[alexunder 0]

Так задача-то какая, отображать hdr или обрабатывать hdr-картинку? 140дБ по идее обрабатываются так же, как и 40дБ.

[Aner 0]

Нет, далеко не так, совсем разные объемы информации. Отобразить 140дБ неначём, поэтому нужно распознать и отобразить в том динам диапазоне что есть.

[_pv 0]

у таких сенсоров изображения дин. диапазон не "вниз", а наверх вроде бы тупо "логарифмированием" в самом пикселе ещё "до считывания" и физического смысла особо не имеет.

snr там всё равно ёмкостью пикселя ограничен и с микронными пикселями ёмкостью в 20-30ке + считывание + хорошо если 10битный АЦП, больше 60дБ всё равно не будет.

соответственно отображать линейно такое нечем и незачем, это просто например чтобы ночью при прямом попадании в камеру света от автомобильных фар экспозицию не трогать и на максимальном усилении по прежнему видеть номер, а не "переполниться всей матрицей" - скрутить усиление и экспозицию и нихрена потом не увидеть.

[Aner 0]

АЦП там вероятно 12...16 битные. Динамику видимо вытягивают до тех значений. Да, если сравинить с макс освещением от солнца это под 160dB. Ослепление фарами машины едва до 60dB дотянет. Там думаю другое. Нужно также считыват номер машины как в темноте и при яроком солнечном освещении. Малые градации как внизу динам диапазона так и вверху нужны гарантированно с малым шумом.

[alexunder 0]

1 hour ago, _pv said:

у таких сенсоров изображения дин. диапазон не "вниз", а наверх вроде бы тупо "логарифмированием" в самом пикселе ещё "до считывания" и физического смысла особо не имеет.

Есть варианты (как сенсор, что использовался для картинок выше), где внутрипиксельно на время интегрирования через некий потенциальный барьер подключается дополнительный конденсатор, в который сливается только избыток зарядов (то есть все что больше, скажем 10ke-) с фотодиода и накопить эта емкость может, скажем, до 200ke-, так называемый low gain сигал. В это же время все что за пределами 10ke- прокачивается на floating diffusion и зовется high gain сигналом соотв. По сути такой пиксель считывается дважды за кадр. Первый раз с массива пикселей получается high gain изображение, второй раз low gain (конденсаторы отключаются от PPD и подключаются к floating diffusion). На картинке выше объединение двух фреймов high- и low-gain в одно HDR-изображение.

 

140-160 дБ - такие сцены встречаются при электродуговой сварке, т.е. там нужно уметь узреть и детали дуги и очень тёмные объекты (в этом и суть HDR - это свойство самой сцены). Держал в руках чип для брукеровского спектрометра, который должен был излучение плазмы сварочной дуги смотреть, там внутрипиксельно стоял массив MIM конденсаторов, которые можно было выбрать секвенсором для чтобы подобрать нужный full well.

А оцифровываться они могут и в самом деле 10-12-битными АЦП. На практике не встречал HDR-матриц с АЦП выше 14 бит, даже 12 за глаза хватает. 16-битные АЦП чаще стоят в LDR чипах или в ROIC, где надо с некремниевыми матрицами работать.

4 hours ago, Aner said:

Нет, далеко не так, совсем разные объемы информации.

количество пикселей одно и тоже, ну да, есть трудности, если с целочисленными данным работаете, скажем, в LDR это 16 бит, а в HDR будет 32. Про отображение у вас есть книжка.

 

P.S. Что касается OnSemi, то я бы на их чипы не закладывался. Дела у них не очень, большая часть команды дизайнеров ушла в Omnivision Technologies куда активно собирают людей из других фирмочек в округе

[_pv 0]

38 minutes ago, Aner said:

Нужно также считыват номер машины как в темноте и при яроком солнечном освещении. Малые градации как внизу динам диапазона так и вверху нужны гарантированно с малым шумом.

это разные снимки и решается усилением/экспозицией, речь про диапазон на одном снимке.

при ёмкости в 30ке шуметь в любом случае будет корень из этого числа, что даёт аж целых 45дБ вверху диапазона.

и дополнительное логарифмирование шумам совсем не помогает.