Top 5 predictions for the future in machine vision
如果您正在重新设计视觉系统，或者思考新的工业愿景，那么了解接下来会发生什么是很有好处的。以下是我们对图像传感器技术以及支持图像处理、光学和接口将继续发展的一些想法。
1.趋势#1 从 CCD 到 CMOS，甚至适用于高端机器视觉和国防系统。
回顾今年迄今为止，很明显 CMOS 是当今和未来的图像传感器技术。索尼宣布停止 CCD 制造并加大对 CMOS 的投资进一步支持了这一点，因为他们只有充分的理由才会做出这一决定。 CMOS 始终具有速度更快、集成度更高以及功耗更低的优势，可实现更小的相机。现在，随着图像质量的提高，两种技术的优点在 CMOS 中得到了结合。最新的 CMOS 图像传感器在所有方面都优于 CCD，包括暗电流、均匀性和读取噪声，而 CCD 以前具有优势。需要注意的是，并非所有 CMOS 图像传感器的性能都优于所有 CCD 图像传感器。它是最高端的 CMOS 图像传感器，具有最先进的处理能力，包括先进的全局快门，可提供更低的噪声、更高的动态范围等。
CCD 是一项成熟的技术，将继续在某些应用中占有一席之地，例如那些需要 EMCCD 额外灵敏度的应用。高端CMOS图像的进步依赖于批量生产。对于较低版本的程序，例如使用非常大的阵列传感器的程序，CCD 也更具成本效益。
2.趋势#2 工业图像传感器的像素更小。
在消费市场的推动下，人们不断追求更小的像素，以在小封装中获得高分辨率。在工业应用中较小像素的好处之一是能够以相同的光学格式获得更多像素。这意味着，如果 MTF 有效，您可能可以使用相同的光学器件，并且您绝对可以使用相同的系统轮廓来提高分辨率。随着 CMOS 性能的提高，检测和计量系统能够测量更小的结构和更复杂的结构。
如今的像素尺寸为 4.5 至 5.5 微米（工业相机 - 在消费/手机市场中要小得多）。 2-3年内，工业传感器的像素尺寸将达到3至3.5微米。我们预计这将是像素大小竞赛的结束。现在，图像传感器开发人员能够专注于改进全局快门和性能等功能。
3.趋势#3 相机中进行更多图像处理。
随着图像传感器质量的提高，相机制造商可以在缺陷校正上花费更少的时间和精力，而将更多的时间和精力花在图像处理和功能上。虽然相机尺寸可以随着 CMOS 功耗的降低而减小，但相机需要足够大才能正确散热。这为相机设计者/制造商提供了添加其他处理的空间，例如颜色处理、图像增强、数字变焦、旋转等等。我们看到更高水平的集成和更大的处理能力仍然存在。
4.趋势#4 以更低的成本提高性能的镜头。
进入市场的最先进的互补金属氧化物半导体 (CMOS) 传感器具有低噪声和高动态范围 (DR)。这种高动态范围允许应用更多增益，以维持当今所需的以位表示的相机输出分辨率。因此，可以放宽并选择镜头的光圈以平衡镜头像差和镜头衍射。需要时，甚至可以使用中性密度 (ND) 滤镜来扩展自由度。
CMOS 图像传感器技术的最新发展为选择那些可增强其性能的镜头参数提供了更多自由，例如调制传递函数（MTF）。
对于某些应用，甚至可以捕获以亮度表示的场景的完整 DR，而无需通过虹膜光圈或可变 ND 滤镜来控制光通量。后者具有巨大的优势，值得一提的是：
- 成本较低的镜头
- 由于无需移动部件而提高了可靠性，从而缩短了平均故障间隔时间 (MTBF)，因此成为更加经济的镜头。 MTBF 是电子设备通常遇到的MTBF。
- 由于固定镜头光圈针对最佳对比度进行了优化，因此镜头平均图像分辨率得到提高。
- 具有改进的图像均匀性的镜头，从某种意义上说，由于镜头孔径减小，图像强度的径向衰减将更小。
- 镜头的重复性显着提高，因为所有功能均以数字方式实现。
- 最后但并非最不重要的一点是，镜头轮廓更紧凑，功耗更高，更易于安装。
5.趋势#5 USB3 Vision 和 CoaXPress 获得市场份额。
虽然可能不会有围绕 Camera Link 设计的新系统，但有许多旧系统将继续使用 Camera Link。当电缆长度或速度限制分别不是问题时，许多系统设计人员正在尝试转向 USB3 Vision 或 GigE Vision，以避免使用图像采集卡。 GigE Vision 变得尤其具有挑战性，因为即使是高清分辨率也需要高于 1 Gbps 的数据速率，而 10 GigE 并没有起飞，因为它不是由消费市场驱动的。 USB3 Vision 可能会继续获得更多市场份额，特别是在计划的速度提升之后。
由于其数据速率和电缆长度，CoaXPress 已在许多高端、高速应用中获得认可。国防市场特别欣赏坚固的电缆和连接器以及易于实施的特点。 CoaXPress 也将获得更多的市场份额。
随着对更加集成和紧凑的解决方案的努力，当前标准将需要减少笨重且昂贵的连接器。
您对工业视觉市场的发展有何看法？
