安森美Python1300/5000/25K系列CMOS傳感器應用

一、Python系列CMOS簡介

安森美Python系列傳感器主要面向工業級的應用，均為全局快門，-40°C~+85°C寬溫級，可設置曝光拐點，采用像素內雙采樣校正技術具有較高的動態范圍和一系列噪聲水平抑制措施。具有片上自動曝光控制單元，數字輸出，10bit ADC轉換和720Mbps多通道源同步LVDS數據輸出（部分型號支持DPI輸出）。提供單色、彩色和紅外增強（部分系列無紅外增強型號,紅外增強的目的是為了提升夜視性能）三個版本系列的器件。

（1）Python 0.48M

a）808×608有效像素，1/3.6靶面，相元尺寸4.8×4.8μm；

b）單通道LVDS輸出，可編程興趣區域讀出，最高幀率120fps；

c）6.13×4.93mm小型封裝，功耗最大265mW；

該類小封裝、小靶面、低功耗器件，特別適合工業機器人、條碼掃描、運動監測（雙目視覺）、人臉識別等領域應用。

（2）Python 1300系列

該系列包括1.3M（1280×1024）、0.5M（800×600）和0.3M（640×480）像素三組型號。在640×480分辨率時，幀率最高可達815Hz，內置HDR曝光拐點設計（據說安森美不再保證該項性能），支持DPI并行輸出和1~4通道LVDS輸出。該型號的一個亮點是寬動態和高幀率，特別是高幀率特性，在模式識別如焊縫、輪轂、水電表等，高速運動掃描、高速運動機器手和ADAS等領域有著較好的表現。

（3）Python 5000系列

該系列包括5M（2592×2048）、2M（1920×1200）兩組型號，在1920×1080分辨率時幀率最高可達255Hz，1、2、4、8通道LVDS輸出，具有片上CDS特性。該系列為全局快門在較高分別率時仍然有較高幀率和較高的動態范圍，且提供近紅外增強型器件，比較適合道路監控抓拍、行業無人機、安防、機器視覺應用的領域。

（4）Python 25K/16K/12K

該系列提供25K（5120×5120 ASP-H）、16K（4096×4096 ASP-H）、12K（4096×3072 3/4）三個型號，具有近紅外增強版本，具有片上CDS特性，32/16/8/4通道LVDS輸出，在5120×5120像素輸出時幀率可達80Hz。 該型號屬于比較高端的，在高性能行業無人機、視覺SLAM、金屬裂縫檢測、摘選機器人、SMT貼片機等領域應用廣泛。

二、方案概述

（1）硬件方案

Python系列CMOS一般選用FPGA硬件方案（至少CMOS接口必須是），一般的，會有以下搭配：

搭配方案一：單FPGA方案，這個工業檢測和機器人領域用得比較多，一般選用Xilinx和Altera的主流FPGA型號實現，算法在FPGA實現，輸出圖像或檢測結果到主控計算機或直接作用執行機構。

搭配方案二：FPGA + DSP，這個方案在機器視覺、高速運動掃描、金屬裂縫檢測等領域用得較多，前端是FPGA做接口或部分算法，FPGA一般用Xilinx、Altera或Lattice的主流型號實現，邏輯規模一般不需要太大，40K以下足矣。DSP承擔主要的算法工作，DSP一般會選用TI的C6000系列以保證足夠的浮點定點計算性能。

搭配方案三：FPGA + MCU，這個方案在雙目視覺、監控等領域用得比較多，FPGA可以是Lattice的低成本專用套片，應用在MCU上做，MCU可以是海思、高通或全智的主流型號。

（2）軟件應用方案

軟件上根據不同的應用會有不同的實現方案，這里無法統一描述。但是，一般需要在FPGA前端至少做Sensor的非均勻性校正，針對固定漂移（offset）的FPN校正和系數漂移（gain）的PRNU校正。