4.3 掃描方法之模擬
4.3.2 能量分析
類比電路能量
本篇論文統計能量的方法是按照公式 E= × ，其中 E 代表能量、P 代表在各種掃P T 瞄方式下所統計到的讀出基準功率(例如：光柵式掃瞄之讀出基準是以一列單位)，而T 代 表處理一張畫面(Frame)所需的時間；首先我們討論光柵式掃瞄下的各種狀況：
1) 當後處理區塊為 4 4× 時，所統計到的讀出基準功率為4.5738 10× −4watt，而處理 一張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=11.99 10× −5J。
2) 當後處理區塊為8 8× 時，所統計到的讀出基準功率為4.5738 10× −4watt，而處理 一張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=11.99 10× −5J。
3) 當後處理區塊為16 16× 時，所統計到的讀出基準功率為4.5738 10× −4watt，而處理 一張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=11.99 10× −5J。
接著討論區塊式掃瞄下的各種狀況：
1) 當後處理區塊為 4 4× 時，所統計到的讀出基準功率為9.998 10× −5watt，而處理一
Raster Scanning Block-scanning Locally-raster-scanning Energy
(block size=4X4) 11.99e-05 J 2.6208e-05 J (-78.1417%)
2.0192e-05 J (-83.1593%) Energy
(block size=8X8) 11.99e-05 J 5.3734e-05 J (-55.1843%)
2.1272e-05 J (-82.2585%) Energy
(block size=16X16) 11.99e-05 J N/A 2.4384e-05 J (-79.663%)
數位電路能量
一樣的統計數位電路能量的方法是按照公式 E= × ，不過參數的定義有些修改，P T 其中 E 仍然代表能量、 P 則變成代表處理一張畫面所消耗的功率，而T 代表處理一張畫 面所需的時間；首先我們討論光柵式掃瞄下的各種狀況：
1) 當後處理區塊為 4 4× 時，所統計到處理一張畫面的功率為8.2397 10× −5watt，而 處理一張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=2.16 10× −5J 。
2) 當後處理區塊為8 8× 時，所統計到處理一張畫面的功率為8.2397 10× −5watt，而 處理一張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=2.16 10× −5J 。
3) 當後處理區塊為16 16× 時，所統計到處理一張畫面的功率為8.2397 10× −5watt，而 處理一張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=2.16 10× −5J 。
接著討論區塊式掃瞄下的各種狀況：
1) 當後處理區塊為 4 4× 時，所統計到的讀出基準功率為4.388 10× −4watt，而處理依 張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=1.1502 10× −4J。
2) 當後處理區塊為8 8× 時，所統計到的讀出基準功率為3.854 10× −4watt，而處理依 張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=1.0103 10× −4J。
最後討論區域光柵式掃瞄下的各種狀況：
1) 當後處理區塊為 4 4× 時，所統計到的讀出基準功率為4.294 10× −4watt，而處理依 張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=1.1256 10× −4J。
2) 當後處理區塊為8 8× 時，所統計到的讀出基準功率為1.8218 10× −4watt，而處理 依張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=4.7756 10× −5J 。
3) 當後處理區塊為16 16× 時，所統計到的讀出基準功率為2.292 10× −4watt，而處理 依張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=6.008 10× −5J。
由上述可知當後處理區塊為 4 4× 時，在處理一張畫面所需的能量這方面，區塊式掃瞄 CMOS 影像感測器和區域光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器較光柵式掃瞄 CMOS 影像感測 器分別多了 432.5%和 421.111%；當後處理區塊為8 8× 時，在處理一張畫面所需的能量 這方面，區塊式掃瞄 CMOS 影像感測器和區域光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器較光柵式
掃瞄 CMOS 影像感測器分別多了 367.7315%和 121.0925%；當後處理區塊為16 16× 時，
在處理一張畫面所需的能量這方面，區塊式掃瞄 CMOS 影像感測器和區域光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器較光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器分別多了 N/A 和 178.1481%，如表 4.3.2 所示。
表 4.3.2 數位電路能量比較
Raster Scanning Block-scanning Locally-raster-scanning
Energy
(block size=4X4) 2.16e-05 J 1.1502e-04 J (+432.5%)
1.1256e-04 J (+421.111%) Energy
(block size=8X8) 2.16e-05 J 1.0103e-04 J (+367.7315%)
最後討論區域光柵式掃瞄下的各種狀況：
1) 當後處理區塊為 4 4× 時，所統計到的讀出基準功率為2.6367 10× −5watt，而處理 依張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=6.91195 10× −5J。
2) 當後處理區塊為8 8× 時，所統計到的讀出基準功率為2.6367 10× −5watt，而處理 依張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=6.91195 10× −5J。
3) 當後處理區塊為16 16× 時，所統計到的讀出基準功率為2.6367 10× −5watt，而處 理依張畫面所需的時間為 512 512× μ，故可得E=6.91195 10× −5J。
雖 然 不 管 處 於 哪 種 狀 況 下 處 理 一 張 畫 面 所 需 要 的 緩 衝 記 憶 體 能 量 都 一 樣 為 6.91195 10 J× −5 ，如表 4.3.3 所示，但是由 4.1 節的分析可得知在不同情況下之記憶體功 率消耗分別為：
1) 感測晶片解析度為512 512× 後處理區塊大小為 4 4× 的光柵式掃瞄 CMOS 影像感 測器：0.17999W
2) 感測晶片解析度為512 512× 後處理區塊大小為8 8× 的光柵式掃瞄 CMOS 影像感 測器：0.21599W
3) 感測晶片解析度為512 512× 後處理區塊大小為16 16× 的光柵式掃瞄 CMOS 影像 感測器：0.43199W
4) 感測晶片解析度為512 512× 後處理區塊大小為 4 4× 的區塊式掃瞄 CMOS 影像感 測器：8.43744 10× −4W
5) 感測晶片解析度為512 512× 後處理區塊大小為8 8× 的區塊式掃瞄 CMOS 影像感 測器：3.3749 10× −3W
6) 感測晶片解析度為512 512× 後處理區塊大小為 4 4× 的區域光柵式掃瞄 CMOS 影 像感測器：8.43744 10× −4W
7) 感測晶片解析度為512 512× 後處理區塊大小為8 8× 的區域光柵式掃瞄 CMOS 影 像感測器：3.3749 10× −3W
8) 感測晶片解析度為512 512× 後處理區塊大小為16 16× 的區域光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器：1.3499 10× −2W
表 4.3.3 緩衝記憶體電路能量比較
Raster Scanning Block-scanning Locally-raster-scanning
Energy
(block size=4X4) 6.91195e-06 J 6.91195e-06 J 6.91195e-06 J Energy
(block size=8X8) 6.91195e-06 J 6.91195e-06 J 6.91195e-06 J Energy
(block size=16X16) 6.91195e-06 J N/A 6.91195e-06 J 總能量
我們將類比電路、數位電路和緩衝記憶體電路在處理一個畫面下所需要的能量相 加後便能得知以下的結果，首先討論光柵式掃瞄下的各種情況：
表 4.3.4 總能量比較
Raster Scanning Block-scanning Locally-raster-scanning
Energy
(block size=4X4) 1.4841e-04 J 1.4814e-04 J (-0.182%)
1.3966e-04 J (-5.8958%) Energy
(block size=8X8) 1.4841e-04 J 1.6168e-04 J (+8.941%)
7.594e-05 J (-48.8309%) Energy
(block size=16X16) 1.4841e-04 J N/A 9.1376e-05 J (-38.43%)
由上述可知當後處理區塊為 4 4× 時，在處理一張畫面所需的能量這方面，區塊式掃瞄 CMOS 影像感測器和區域光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器較光柵式掃瞄 CMOS 影像感測 器分別少了 0.182%和 5.8958%；當後處理區塊為8 8× 時，在處理一張畫面所需的能量這 方面，區塊式掃瞄 CMOS 影像感測器和區域光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器較光柵式掃 瞄 CMOS 影像感測器分別多了 8.941%和少了-48.8309%；當後處理區塊為16 16× 時，在 處理一張畫面所需的能量這方面，區塊式掃瞄 CMOS 影像感測器和區域光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器較光柵式掃瞄 CMOS 影像感測器分別多了 N/A 和 38.43%，如表 4.3.4 所示。