LED閃爍是數(shù)字成像技術所固有的現(xiàn)象,拍攝到的閃爍是由于曝光時間橫跨LED交流驅動亮暗周期而造成,是“真正”的影像。但這樣“真正”的影像,傳輸?shù)奖O(jiān)視屏幕由人類或電子系統(tǒng)來識別時,會造成誤判,存在導致交通事故的風險。
近年來,伴隨流媒體后視鏡、倒車影像、環(huán)視攝像頭,以及應用于駕駛輔助的攝像頭解決方案應用越來越普及,車載攝像頭市場發(fā)展迅速。據(jù)市場調研機構調研與市場(Research and Markets)預測,從2018年到2023年,車載攝像頭市場有望達到24.3%的年復合增長率,預計2023年全球車載攝像頭銷售額將達75億美元。
除了用戶需求驅動的增長,政府法規(guī)強制安裝也將推動攝像頭市場增長。北美和歐洲地區(qū)將強制汽車廠商今后生產(chǎn)的汽車都至少配備一套后視攝像頭,美國國家公路安全管理局已經(jīng)出臺規(guī)定,2019年在美國上市的汽車必須配備一套后視攝像頭系統(tǒng),幫助警方根據(jù)視頻來確定交通責任,做好安全提示,降低事故概率。
由于載應用的特殊性,讓車載攝像頭模塊與普通消費級攝像頭模塊有較大區(qū)別。如今主流車載攝像頭的像素并不高,通常在200萬以下,但對可靠性、耐溫、實時性等要求都高于消費級產(chǎn)品。此外針對流媒體后視鏡,以及變道預警、車道保持等駕駛輔助功能,有一個很重要的要求是消除LED燈閃爍現(xiàn)象,這是車載應用的特殊要求。
在視頻處理上,“LED閃爍”是指在錄像時拍攝到的LED燈閃爍的狀況。

“LED閃爍”是由LED驅動方式而產(chǎn)生的現(xiàn)象,LED燈以交流方式驅動,為讓人眼感覺不到閃爍及亮暗變化,驅動頻率一般在90Hz以上,即最慢脈沖周期為11毫秒左右,LED在11毫秒周期內實現(xiàn)一次亮滅,為節(jié)能及延長使用壽命,占空比通常不超過50%,如果相機曝光時間較短(例如3毫秒),則有可能曝光時間正好對上LED被關滅期,這時候圖像傳感器抓到的就是LED滅掉的圖像,如果是LED陣列,在這種情況下拍到的圖像將可能是一部分亮,一部分暗,這就是“LED閃爍”現(xiàn)象。

因此,LED閃爍是數(shù)字成像技術所固有的現(xiàn)象,拍攝到的閃爍是由于曝光時間橫跨LED交流驅動亮暗周期而造成,是“真正”的影像。但這樣“真正”的影像,傳輸?shù)奖O(jiān)視屏幕由人類或電子系統(tǒng)來識別時,會造成誤判。如果流媒體后視鏡沒有防LED閃爍能力,遇到配備了LED車燈的汽車時,容易導致危險,駕駛者可能將圖像傳感器傳出的閃爍車燈誤認作轉向燈或雙閃燈。
在高級駕駛輔助系統(tǒng)中,LED閃爍造成的危害更大。LED閃爍會導致系統(tǒng)無法正常檢測電子路標與交通信號燈,無法區(qū)分轉向燈與車尾燈。
豪威科技在2018年推出基于分離像素技術去閃爍圖像傳感器系列OX01A10/OX02A10,是目前市場上唯一能夠在整個車規(guī)溫度范圍內實現(xiàn)更精確的圖像數(shù)據(jù)的LED去閃爍解決方案,支持工作環(huán)境溫度為-40℃至105℃?,F(xiàn)在市面上另外兩種解決方案(LFOIC與斬波技術),在高溫時會出現(xiàn)較大噪聲,因此使用場景將會受到限制。

分離像素技術圖像傳感器中,有大小兩種像素,其中小像素降低敏感度,延長曝光時間,保證最慢速率驅動LED的每一個周期的亮起時間都被捕捉到,大像素曝光時間維持正常,兩種像素獲取的圖像做合成處理,最終得到的圖像將不會有閃爍現(xiàn)象。
因為小像素的動態(tài)范圍有限,所以這種解決方案最終還是會犧牲一些動態(tài)范圍,難以將圖像傳感器的全部動態(tài)范圍發(fā)揮出來。但汽車應用場景復雜,經(jīng)常會遭遇亮暗變化大的場景,所以對動態(tài)范圍的要求一直很高,如果能在高動態(tài)范圍基礎上實現(xiàn)去閃爍功能,顯然能應用到更廣泛的場景中。
今年豪威科技新推出的圖像處理器(ISP)OAX4010,可以在不犧牲動態(tài)范圍的基礎上,實現(xiàn)去閃爍功能。據(jù)豪威科技(上海)有限公司研發(fā)副總裁許榴介紹,OAX4010搭配OX01A10/OX02A10,可以對一幀圖像在“像素單元級實現(xiàn)三次曝光”,即長曝光、短曝光和超短曝光,然后ISP對這三幅圖像進行實時處理,在去閃爍(需要長時間曝光)的同時,維持住120dB的動態(tài)范圍。

豪威科技中國區(qū)汽車市場總監(jiān)孟樹表示,OAX4010 ISP組合是第一個實現(xiàn)HALE(高動態(tài)去閃爍)算法的方案,而且是當前業(yè)界最緊湊的LED去閃爍解決方案,占用空間小,OAX4010 ISP還與上一代ISP產(chǎn)品管腳全兼容,用戶無需更改硬件設計就能實現(xiàn)120dB動態(tài)范圍下的去閃爍解決方案。

左:豪威科技(上海)有限公司研發(fā)副總裁許榴
右:豪威科技中國區(qū)汽車市場總監(jiān)孟樹
如今,自動駕駛技術發(fā)展途徑之爭愈演愈烈,馬斯克公開說只要攝像頭加毫米波雷達方案,就能實現(xiàn)自動駕駛,業(yè)界也有不同意見。孟樹則認為,即使不考慮自動駕駛或高級輔助駕駛技術路線之爭,攝像頭在汽車上的應用也越來越廣?!暗管囉跋?、360度環(huán)視、流媒體后視鏡、駕駛員監(jiān)測,座艙監(jiān)測等,攝像頭在汽車內應用越來越多,這已經(jīng)是一個被證明的趨勢?!泵蠘湔f道。