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[導讀]從路燈、交通燈,到車載照明,低功耗、長壽命、高可靠的LED正在快速取代傳統(tǒng)照明方式。但LED在道路上的普遍使用,卻帶來“LED閃爍”現(xiàn)象?!癓ED閃爍”是由LED驅(qū)動方式而產(chǎn)生的現(xiàn)象,LED燈以交流方式驅(qū)動,驅(qū)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(nèi)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就是一部分亮,一部分暗,這就是“LED閃爍”現(xiàn)象。

從路燈、交通燈,到車載照明,低功耗、長壽命、高可靠的LED正在快速取代傳統(tǒng)照明方式。但LED在道路上的普遍使用,卻帶來“LED閃爍”現(xiàn)象?!癓ED閃爍”是由LED驅(qū)動方式而產(chǎn)生的現(xiàn)象,LED燈以交流方式驅(qū)動,驅(qū)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(nèi)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就是一部分亮,一部分暗,這就是“LED閃爍”現(xiàn)象。


人眼看不到LED閃爍現(xiàn)象,但隨著攝像頭在汽車當中應用不斷拓展,車載圖像模塊越來越多遇到“LED閃爍”問題。


流媒體后視鏡就是一例。相比傳統(tǒng)后視鏡,流媒體后視鏡可以為駕駛者提供更加明亮、清晰的圖像,并具備良好的低光靈敏度,在夜晚等低照度情況可以更好地觀察路況,流媒體后視鏡正在逐漸替代傳統(tǒng)后視鏡以及兩側反光鏡,豐田就準備推出無側反光鏡的量產(chǎn)車。但流媒體后視鏡如果沒有防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)(ADAS)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。



據(jù)豪威科技(OmniVision)中國區(qū)汽車電子業(yè)務部總監(jiān)劉琦介紹,解決LED在視頻中閃爍的思路是適當延長曝光時間,使其比LED驅(qū)動周期更長,即每次都能捕捉到燈亮的圖像,同時不出現(xiàn)過曝,就可以消除LED閃爍現(xiàn)象。當前,有三種方法可以解決LED閃爍的問題。即側向溢流積分電容器(LOFIC)技術、斬波技術(添加介質(zhì)以過濾圖像信號),以及分離像素技術(捕捉圖像,而不是順序捕捉)。


當前車載視頻幀率一般是60幀每秒,即每幀圖像跨時16.67毫秒,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,增長曝光時間,保證最慢速率驅(qū)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。



劉琦表示,相比分離像素技術,LFOIC與斬波技術在高溫時會出現(xiàn)噪聲。分離像素技術是唯一能保證105℃的工作溫度下,還能運行流暢的LED閃爍抑制解決方案。對另兩項技術相比,分離像素技術功耗也最少降低25%,同時,分離像素技術的寬動態(tài)范圍性能也比較好,可以準確、清晰地檢測出隧道內(nèi)外的LED燈。

基于分離像素技術,豪威科技推出了兩款HDR圖像傳感器OX01A10和OXO2A10。這兩款傳感器將分別應用于側視和后視攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)(CMS)。0X01A10和0X02A10傳感器基于OmniVision 4.2微米OmniBSI像素架構,采用像素拆分技術,提供卓越的高動態(tài)范(HDR)和一流的低光性能,是汽年行業(yè)領先LED減閃方案的代表。

對支持分離像素技術的圖像傳感器在汽車應用中的推廣,劉琦非常樂觀。目前流媒體后視鏡普及率還只有20%,但到2021年汽車將強制安裝行車記錄儀或數(shù)據(jù)記錄儀,將來,汽車應用中將平均用到6至7個攝像頭,無論是流媒體后視鏡,還是用于自動駕駛的機器視覺模塊,都需要具備抑制閃爍(LED Flicker Mitigation, 簡稱LFM)的圖像傳感器,這些都是豪威科技的機會。

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