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如何理解LED 闪烁抑制(LFM)对摄像头的重要性?
  • 研鼎商城
    • 2023-11-09
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LED 闪烁会影响嵌入式视觉系统的性能。为解决这一问题,LED 闪烁抑制 (LFM--LED Flicker Mitigation) 对于 AMR(自主移动机器人)、ADAS(高级驾驶辅助系统)、车队管理系统等应用至关重要。


闪烁在 LED(发光二极管)光源(如交通信号灯和招牌)中很常见,这是因为它们会重复开启/关闭循环,导致光强波动,而人眼是看不到的。当这些闪烁被暴露出来时,能够检测到这些闪烁的传感器可能会错误地感知这些 LED 光源的工作状态,从而对嵌入式视觉系统的性能产生负面影响。为了减少或消除通常与 LED 照明系统相关的闪烁效应,人们采用了 LED 闪烁减缓(LFM)技术。包括 AMR(自主移动机器人)、ADAS(高级驾驶辅助系统)、车队管理系统、环绕视觉系统、农用车等在内的许多应用都需要 LFM 功能来消除闪烁。


首先,是什么导致了 LED 闪烁?


交通信号灯、指示牌和类似设备使用的 LED 光源在开启和关闭状态之间交替闪烁,其频率超出了人类的视觉感知范围。然而,用图像传感器准确捕捉这些 LED 发射却带来了挑战。

如果传感器的曝光时间短于开启/关闭时间,则可能在关闭状态下拍摄图像,导致无法捕捉 LED 发光。另一个大问题是将稳定发光状态误解为闪烁状态。


减缓 LED 闪烁的原理是什么?


如前所述,交通信号灯和标志中使用的 LED 光源会经历快速的开和关循环。为了在捕捉 LED 灯/标志时获得出色的图像质量,LED 闪烁缓解(LFM--LED Flicker Mitigation)技术至关重要。

LFM 方法包括使用长于发射周期的曝光时间,以确保捕捉 LED 光源。但在某些情况下,这会导致像素饱和和炸裂。不过,即使曝光时间超过 LED 发射周期,合适的传感器也能帮助防止像素饱和。

一个显著的例子是索尼® ISX031汽车图像传感器,它能轻松解决这一问题。它能保证即使曝光时间超过 LED 发射周期,也不会出现像素饱和。因此,在每个周期内都能准确捕捉 LED 光源,从而获得无闪烁的高质量图像信号。现代技术的进步催生了根据传感器或测量反馈动态调整 LED 电流的控制算法。这些算法可补偿 LED 特性、温度和老化效应的变化,从而确保一致且无闪烁的照明。


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为什么 LFM 对于基于摄像头的汽车系统至关重要?


正如您所看到的,脉冲 LED 已成为现代汽车前大灯/尾灯的重要组成部分。电子交通信号灯也是如此,其目的是传递交通状况和限速等信息。因此,它会导致不希望出现的 LED 闪烁,这可能是系统工作算法的误解,从而导致潜在的生命危险。因此,让我们考虑一下使用夜视功能的高级驾驶辅助系统。假设其摄像头的曝光时间与交通信号灯(或标志牌)的 LED 信号没有正确同步。在这种情况下,摄像头可能会在 LED 光源处于不稳定状态时捕捉帧,从而导致录制的视频出现明显的闪烁。不过,有了 LED 闪烁缓解技术,高级驾驶员辅助系统就能轻松帮助缓解闪烁调制,在确保道路/驾驶员安全的同时提供卓越的性能。

研鼎研发的MLB-HMC-V2 ADAS摄像头综测仪是一套可用于ADAS摄像头系统图像质量测试的解决方案,可以检测它在复杂光照环境和不同移动速度下的成像质量。该设备通过测量对比度检测概率(CDP--Contrast Detection Probability),闪烁调制指数(FMI--Flicker Modulation Index),调制缓解概率(MMP--Modulation Mitigation Probability (MMP)),闪烁检测指数(FDI--Flicker Detection Index),Rise1090,有效地创造了一套测试汽车图像质量的新方法。

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