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汽车CIS专题-HDR,为什么重要?
  • 研鼎商城
    • 2022-08-24
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引言:

消费者、政策/法规、市场三合力,不断推动 ADAS 渗透率提升。2022 年 3 月国内新车L2级配套量接近 41.6 万,渗透率近 30%。ADAS 成标配,CIS 如何升级?本期将聚焦 ADAS 对 HDR 提出的新要求及背后的技术变革。


140dB HDR 为什么重要?


动态范围(DR)指在同一画面中,明暗差异大,图像传感器能够识别的最强信号和最弱信号的比值。人眼的动态范围一般在 130dB左右,前视摄像头作为 ADAS/AD 的核心眼,需要在高速行驶时,快速识别不同光照条件下的明暗细节,准确捕获图像,否则影响行车安全。典型的 HDR 需求是当汽车驶出隧道既要识别亮处也要获取暗部细节,或者夜景中识别极暗的行人和极亮的车灯、LED 信号灯等。理想的动态范围需超过人眼 DR,达到 140dB HDR。


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因此对于 ADAS 应用,覆盖 120dB HDR 是基本要求,而覆盖 140dB HDR 是汽车机器视觉的趋势所在。


如何实现 140dB HDR


传统HDR使用不同曝光时间的多个图像,但对于快速移动物体会产生运动伪影(Motion artefact)。Split Pixel 和 Deep Well™ HDR 方案有效解决了该问题:


  1. Split Pixel 分割像素技术:2009 年推出,并分别在 2012 年和 2016 年优化升级。该技术通过大小像素的分离结构,产生不同的感光度,形成了对不同动态范围的覆盖。相比其他 HDR 方案,具备避免鬼影和 LED 闪烁抑制的优势。


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    2. Deep Well™ DCG 技术:2018 年第一代 DCG 技术面世,后经过优化发展到目前的第三代 DCG 技术。独特的 DCG 技术通过对转换增益进行两次采样并添加曝光以实现准确的场景再现。该方案同样能避免高速运动产生的鬼影。


与 DCG 和 Split Pixel 不同,国内友商车载产品采用行交叠 HDR 方法(Staggered HDR)。以两次曝光 Staggered HDR 为例,该方案让 CMOS 完成第一行长曝光的同时,第一行像素几乎立即开始短曝光,每行以长短曝光两次先后输出。从 readout 看,就是长曝光帧与短曝光帧依次输出。该方案非同时输出长短曝光,仍有一些典型时域多帧的图像质量问题,比如:


    1. 依赖额外通道,易造成运动伪影并减小动态范围,在弱光条件下尤为如此;


4.png

    2.拍摄对象是 PWM 供电的 LED 灯时,比如交通信号灯或汽车信号灯,如果短曝光帧没有捕捉到 LED 闪烁,会造成信号灯图像误读,这在车载成像上是致命的。


特别声明:本文转载自OmniVision公众号;如有侵权请联系删除。

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