消費(fèi)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(biāo)配，CIS 如何升級？

豪威集團(tuán)汽車 CIS 系列專題 ADAS 篇將分 5 期，每期一個(gè)硬核知識點(diǎn)，助您詳盡了解 ADAS 領(lǐng)域應(yīng)用、技術(shù)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(dá)到 140dB HDR。本期將聚焦汽車如何準(zhǔn)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(jī)器視覺系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題，它導(dǎo)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(guān)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(yīng)用到照明領(lǐng)域，但 LED 光源不是連續(xù)的。LED 光源并不是直流電驅(qū)動的，而是脈沖交流驅(qū)動。LED 燈以一個(gè)基礎(chǔ)頻率，以及可調(diào)節(jié)的占空比來調(diào)整亮和暗的強(qiáng)度。對于人眼來說，LED 光源看似是持續(xù)的，但 HDR 相機(jī)（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(shí)候呈現(xiàn)出“閃爍”。

HDR 幀速和LED驅(qū)動信號是異步的（一個(gè) LED 打開/關(guān)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(guān)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(dǎo)致車載攝像頭“看錯(cuò)” LED 發(fā)出的交通信號指示，容易會將 LED 燈的閃爍誤認(rèn)為是緊急燈，或方向指示燈。

如何應(yīng)對 LED 閃爍？

如果相機(jī)能夠延長曝光時(shí)間，并使其比 LED 驅(qū)動周期更長，同時(shí)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(shí)間是相機(jī)的快門打開-關(guān)閉的時(shí)間，曝光時(shí)間越長，快門打開時(shí)間越長，進(jìn)入相機(jī)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(shí)間越短，圖像越暗。如果相機(jī)曝光時(shí)間大于 LED 的驅(qū)動周期而不進(jìn)入飽和，并且保持動態(tài)范圍，那么 HDR 相機(jī)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(tuán)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(shí)間，也就是小光電二極管（SPD）能延長曝光時(shí)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(bǔ)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(diǎn)，豪威集團(tuán)早在 2017 年 5 月就利用 Split Pixel 技術(shù)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(lǐng)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(shù)趨勢，豪威集團(tuán)在 ADAS 車載圖像技術(shù)上的優(yōu)勢如何？