豪威集團在ADAS車載圖像技術上的優(yōu)勢如何

消費者、政策/法規(guī)、市場三合力，不斷推動 ADAS 滲透率提升。2022 年 3 月國內(nèi)新車 L2 級配套量接近 41.6 萬，滲透率近 30%。ADAS 成標配，CIS 如何升級？

豪威集團汽車 CIS 系列專題 ADAS 篇將分 5 期，每期一個硬核知識點，助您詳盡了解 ADAS 領域應用、技術趨勢與車規(guī)產(chǎn)品。

上期科普了為什么 ADAS 前視攝像頭尤其要達到 140dB HDR。本期將聚焦汽車如何準確感知馬路上的“電子交警” -LED 信號。

隨著 LED 在街道照明和前照燈中的使用越來越多，被稱為 “LED 閃爍”的現(xiàn)象正在成為機器視覺系統(tǒng)需要解決的關鍵問題，它導致 LED 交通信號不能被完整的捕捉。隨著 ADAS 開始普及，LED 閃爍抑制（LFM，LED Flicker Mitigation）對保障這些系統(tǒng)的安全來說至關重要。

什么是 LED 閃爍？

使用 LED 可以節(jié)電和降低成本，早已廣泛應用到照明領域，但 LED 光源不是連續(xù)的。LED 光源并不是直流電驅動的，而是脈沖交流驅動。LED 燈以一個基礎頻率，以及可調(diào)節(jié)的占空比來調(diào)整亮和暗的強度。對于人眼來說，LED 光源看似是持續(xù)的，但 HDR 相機（高動態(tài)范圍圖像，High-Dynamic Range，簡稱 HDR）卻可以捕捉到 LED 的亮和暗的屬性，并且在觀看視頻的時候呈現(xiàn)出“閃爍”。

HDR 幀速和LED驅動信號是異步的（一個 LED 打開/關閉的周期為 11 微秒；而 HDR 在日光下每幀需要 16.6 微秒），因此 HDR 每一幀都會捕捉到 LED 打開/關閉周期間產(chǎn)生的不同的亮度，從而產(chǎn)生“閃爍”。

以上原因造成了 CMOS 圖像傳感器受到 LED 閃爍的困擾，導致車載攝像頭“看錯” LED 發(fā)出的交通信號指示，容易會將 LED 燈的閃爍誤認為是緊急燈，或方向指示燈。

如何應對 LED 閃爍？

如果相機能夠延長曝光時間，并使其比 LED 驅動周期更長，同時不出現(xiàn)過曝，且維持一定的動態(tài)范圍水平，那問題便得到了解決。

理論上講，曝光時間是相機的快門打開-關閉的時間，曝光時間越長，快門打開時間越長，進入相機的光線越多，拍出來的圖像越亮，亮到一定程度后，圖像有部分或者全白，稱為飽和或者過飽和。曝光時間越短，圖像越暗。如果相機曝光時間大于 LED 的驅動周期而不進入飽和，并且保持動態(tài)范圍，那么 HDR 相機就可以捕捉到交通信號。

為了確保 HDR 捕捉到完整的 LED 圖像，豪威集團開發(fā)了 LFM 解決方案。LFM 分別通過小光電二極管（簡稱 SPD）和大光電二極管（簡稱 LPD）區(qū)分 SPD 和 LPD 的曝光時間，也就是小光電二極管（SPD）能延長曝光時間，使其足夠長，以確保 LED 脈沖的捕獲；大光電二極管 （LPD） 可以確保低光條件下的場景曝光的更高的靈敏度和色彩補償；而額外的極短曝光（VS）可以捕獲場景中最亮的部分。

針對 LED 燈閃爍的痛點，豪威集團早在 2017 年 5 月就利用 Split Pixel 技術推出了 LFM 產(chǎn)品，且目前仍是國內(nèi)唯一能夠量產(chǎn)具備 LFM 功能的圖像傳感器廠商。針對 ADAS 領域，OX08B40、OX03F10、OX03C10 等均具備 LFM 功能。

綜上，ADAS 篇剖析了汽車 CIS 的 HDR、LFM、高分辨等技術趨勢，豪威集團在 ADAS 車載圖像技術上的優(yōu)勢如何？