自动驾驶传感器之摄像头（六）车载摄像头重要指标参数

作者/阿宝编辑/阿宝出品/阿宝1990

相机的分辨率基本上与其分辨率呈线性关系。当我们观察相机的分辨率时，最重要的是一台数百万像素的相机。

旧的后视摄像头是一个30W像素的摄像头，当时，倒车图像非常模糊。如今，无论是前视图DVR、后视图还是360视图相机，基本上都是100W的相机。特斯拉Model 3前视三摄像头使用三个CMOS图像传感器，分辨率为1280 x 960像素，供应商为安森美半导体的子公司Aptina。该摄像头拍摄的图像信息提供给特斯拉Model 3驾驶员辅助自动驾驶控制模块单元使用。可能有朋友会说，手机有几千万像素的摄像头，但是车载摄像头没有这个技术能力？事实上，这并不是真的。手机对相机功能的要求非常高，需要像单反相机一样拍摄照片，因此相机本身的像素非常高，传输通过MIPI直接处理到主控中。另一方面，从车载摄像头来看，这部分车载摄像头拍摄的图像主要由机器用于自动驾驶或驾驶监控。该部分的100W像素可以完全满足机器的数据需求。数据越多，主机的处理能力和计算能力就越高。然而，提高自动驾驶效果并不是一件好事。此外，车载摄像头传输的信号需要串行器才能传输。目前，这个串行器无法传输数千万像素的芯片，传输2K视频非常好。此外，车载主机的这一部分需要在整个车辆中处理8-10个摄像头。如果每个摄像头都是数千万像素，那么这个处理器的难度和成本也会增加。因此，车载摄像头不像手机那样能够组合像素，而处理图像的算法能力是关键。测试分辨率通常通过标准分辨率卡进行，可以提供实际拍摄的垂直和水平分辨率等辅助测试。

分辨率测试采用国际标准ISO12233分辨率分辨率卡进行测试，采用统一的拍摄角度和拍摄环境。使用HYRes软件进行分辨率计算，该软件分离垂直分辨率和水平分辨率。可以简单理解为，使用相机在标准距离处捕捉卡片，然后通过软件读取相机捕捉到的值，可以直接获得中心和周围区域的分辨率值。当然，如果不购买软件，人眼也可以读取该值。由于人眼的视觉因素，这种错误可能会有显著的偏差。

通常，分辨率为200W像素的相机要求中心分辨率≥800行，外围分辨率≥700。

相机灵敏度是指当色温为32000K、照度为2000LUX的光照射在反射系数为89-90%的灰度卡上时所需的光圈指数F。当图像级别达到指定值时，F值越高，灵敏度就越高。

灵敏度越高，最小照明度越低，相机质量就越高。如果照度太低或太高，相机拍摄的图像会变差。低照度可能会导致延迟拖尾。如果照度过高，图像中会出现“绽放”的现象。

摄像机信噪比是指信号电压与噪声电压的比值，通常用S/N符号表示。信噪比分为亮度信噪比和色度信噪比。当摄像机捕捉到明亮的场景时，监视器显示的屏幕通常相对明亮，使观察者很难看到屏幕中的干扰噪声。然而，当相机捕捉到较暗的场景时，m显示的屏幕……

itor相对较暗，使观察者很容易在屏幕上看到雪花状的干扰噪声。相机的信噪比越高，干扰噪声对图像的影响就越小。车内可接受的信噪比为40dB。当信噪比达到55dB时，噪声基本上是不可见的。

相机图像处理ISP简介

让我们来看看车载摄像头模块的关键参数。是否还有一些东西没有解释，比如白平衡、自动增益控制、颜色恢复等。上面的相机描述是主机控制。这里有一个需要说明的关键组件，图像信号处理器ISP，这是图像处理器ISP需要做的所有工作。下图显示了车载系统的基本组件：黄色箭头表示数据传输，蓝色箭头表示控制信号传输。

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相机的图像处理过程大致如下：相机感应到电荷后，将其转换为每个像素的数字信号，其输出可以称为层图案。图层图案进入ISP后，经过一系列图像处理后，才能成为可以正常预览或拍摄的图像。图像处理中有一些关键步骤，例如执行白平衡，因为人眼的视觉会校正它看到的颜色。例如，当在黄光曝光范围内观看时，我们看到的白皮书不再是白色的。因此，纠正白平衡是非常重要的。在校正白平衡之后，将执行演示以恢复每个像素的所有颜色通道。然后，需要通过颜色校正的矩阵乘法来校正每个传感器的特性或由某些原因引起的颜色偏差。之后，有必要切换到ycbcr域以进行降噪或补偿，例如亮度或颜色通道。总的来说，这是一个非常简单的过程，但事实上，汽车应用中的过程非常复杂，涉及更多的算法，如HDR多帧曝光、合成、色调映射等。ISP的位置至关重要：有些将ISP图像处理芯片放在相机侧，将处理后的信号传输到主机，而另一些则不放置ISP芯片，而是使用主机侧的内置ISP芯片进行图像处理。这样，相机一侧的散热效果更好，辐射也很小。例如，后视镜摄像头和主机之间的距离为5-8米，具体取决于车身的长度。这部分通常是通过将ISP放置在相机模块的末端来放置的，这样传输的信号都是经过ISP去噪的信号，抗干扰能力也更强。缺点是体积会变得更大，并且散热要求非常高。例如，一些行车记录仪DVR摄像头非常靠近控制主机CPU，对造型要求很高，会将ISP放在CPU一侧，使成本和设计都成为最佳解决方案。参考资料：1https://mp.weixin.qq.com/s/RVIOlT_Yr5GmpNQ12mfBFQ2 、 https://mp.weixin.qq.com/s/y1CCWyG8pJ8tONZTiiYXfw3 、 https://mp.weixin.qq.com/s/ZZX6NyGKTpC8awscJV6PFg4 、 https://mp.weixin.qq.com/s/bQ_-FJbxDr-h9tYw1G1KZA5 、 https://mp.weixin.qq.com/s/GfJ_u81VoxgE4BCAYm4IOQ6 、 https://mp.weixin.qq.com/s/ewmX5qFkidvL8z21SE8DFg7 、 https://mp.weixin.qq.com/s/XRZ197HIiYDuBF55MaNsog8 、 https://mp.weixin.qq.com/s/YS_2agnfZl6Otm6tvGy_7A9 、 https://mp.weixin.qq.com/s/2E0aQeb_9BFAvbVlu-tdIg10 、 https://mp.weixin.qq.com/s/bxubsR_8orap8GRsUB1xHQ11 、 https://mp.weixin.qq.com/s/eNjbHZaaaa2YRt_X0Ke1pw12 、 https://mp.weixin.qq.com/s/oq_fMnMMlF0HC_J5VJ-xUQ13 、 https://mp.weixin.qq.com/s/iA1cOzz5tLiUREQIaNsNXw14 、 https://mp.weixin.qq.com/s/XWpwgZ_nlx7pjewVtjckWQhttps://mp.weixin.qq.com/s/FiW0S6PRjdFWW8eeCiJWxQ结束-每次你给我竖起大拇指、评论和转发都是对我的肯定，谢谢！本文首发于微信公众号：Po 1990。文章内容属于作者个人观点，不代表和讯网络的立场。投资者应据此操作，并承担风险。

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