汽車(chē)成像讓您的汽車(chē)更安全

現(xiàn)在，基于攝像頭的主動(dòng)安全系統(tǒng)在汽車(chē)中迅速增加。典型的電子數(shù)字照攝像頭包括捕獲光的透鏡和在被稱(chēng)為像素的光傳感器陣列上將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的圖像傳感器。然后將這些像素信號(hào)饋送到圖像信號(hào)處理器（ISP）中以處理成期望的圖像，然后發(fā)送到顯示器用于觀看，壓縮以存儲(chǔ)或發(fā)送出去以進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算機(jī)視覺(jué)分析。

圖2.典型的電子數(shù)碼相機(jī)

汽車(chē)上的攝像頭可以分為兩類(lèi)——用于視覺(jué)顯示和用于機(jī)器視覺(jué)。用于視覺(jué)顯示的攝像頭在駕駛艙的顯示屏上向駕駛員呈現(xiàn)圖像。這些應(yīng)用程序的示例有：

備用相像頭

使用四個(gè)攝像頭的環(huán)繞視圖系統(tǒng)

后視鏡輔助攝像機(jī)

監(jiān)視器

側(cè)視攝像機(jī)——要么增強(qiáng)鏡像，要么完全替換它們

夜視攝像機(jī)

用于視覺(jué)或分析應(yīng)用的攝像頭生成圖像以供視覺(jué)處理器使用。所述視覺(jué)處理器對(duì)像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析以執(zhí)行高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）功能。分析功能在一個(gè)稱(chēng)為Vision Acceleration Pac的定制TI異構(gòu)架構(gòu)上運(yùn)行，其由定制嵌入式視覺(jué)引擎（EVE）組成，與業(yè)界領(lǐng)先的TI C6000?DSP和ARM?內(nèi)核串聯(lián)工作。EVE是專(zhuān)用完全可編程的TI向量處理器，設(shè)計(jì)旨在以極高速度有效地處理低級(jí)和中級(jí)計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法。它與處理高級(jí)視覺(jué)算法的TI C6000 DSP形成互補(bǔ)。分析應(yīng)用程序的示例有：

自適應(yīng)巡航控制（ACC）

自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈

盲點(diǎn)監(jiān)視器

碰撞回避系統(tǒng)

前方碰撞警告

智能速度適配或智能速度建議（ISA）

車(chē)道偏離警告系統(tǒng)

駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)——用于困倦和分心檢測(cè)

對(duì)于視覺(jué)用例的圖像處理的要求與用于視覺(jué)/分析用例的圖像處理的要求有著顯著不同。視覺(jué)使用案例集中于向觀看者提供最佳感知圖像質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)視覺(jué)上愉悅的顏色和色調(diào)，降低可察覺(jué)的噪聲水平，增加動(dòng)態(tài)范圍和邊緣增強(qiáng)以銳化圖像。這些要求直接映射到人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的感知。

另一方面，分析用例并不關(guān)心感知圖像質(zhì)量，因?yàn)樗鼈儗?zhuān)注于一類(lèi)輔助計(jì)算機(jī)視覺(jué)的圖像處理算法。因此，當(dāng)處理分析時(shí)，不需要增加感知視覺(jué)質(zhì)量的算法，如顏色校正和白平衡校正。

ADAS應(yīng)用依靠相機(jī)為計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法提供數(shù)字視頻流，以幫助提供安全性及駕駛員的舒適性。視頻流必須具有高質(zhì)量，沒(méi)有缺陷，實(shí)時(shí)并且具有低延遲。它必須能夠處理寬視場(chǎng)和高動(dòng)態(tài)范圍的典型汽車(chē)挑戰(zhàn)。最后，攝像機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該能夠在低功率和熱預(yù)算下操作，并且在各種溫度和天氣條件下均可保持信號(hào)完整性。

圖3.典型的視覺(jué)分析處理流程

德州儀器（TI）在電子成像和數(shù)字信號(hào)處理方面歷史悠久。1972年，世界上電子攝像頭系統(tǒng)的首個(gè)專(zhuān)利發(fā)放給TI。自那時(shí)起，TI已將其多年的圖像信號(hào)處理經(jīng)驗(yàn)用于許多應(yīng)用的ISP設(shè)計(jì)，如數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話(huà)、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、交通攝像機(jī)及最近的汽車(chē)視覺(jué)和視覺(jué)相機(jī)。

TDA3x片上系統(tǒng)（SoC）具有第6代ISP，其可對(duì)來(lái)自多達(dá)6個(gè)攝像頭的圖像信號(hào)執(zhí)行高級(jí)圖像處理。它可將這些圖像輸出到顯示器或?qū)⑵漯佀偷剿删幊痰腄SP / EVE計(jì)算引擎以執(zhí)行機(jī)器視覺(jué)算法。TDA3x上的異構(gòu)圖像處理架構(gòu)靈活且功能強(qiáng)大，足以解決任何汽車(chē)成像問(wèn)題，包括新的意想不到的問(wèn)題。這點(diǎn)非常重要，因?yàn)槠?chē)成像仍是一個(gè)新的發(fā)展領(lǐng)域，為我們提出了許多新的應(yīng)用和要求。

圖4. TI TDA3x 片上系統(tǒng)框圖

汽車(chē)成像環(huán)境極具挑戰(zhàn)性。攝像頭必須在極端溫度和所有天氣條件下可靠工作，包括具有極高亮度和暗度的高動(dòng)態(tài)范圍情況。諸如LED照明系統(tǒng)的新技術(shù)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，如LED閃爍。此外，這些功能中的許多功能具有嚴(yán)格的安全性。如果攝像頭不能正常工作，可能會(huì)危及安全。這一情況比您的典型手機(jī)攝像頭更具挑戰(zhàn)性。

為了幫助在各種條件下進(jìn)一步增強(qiáng)安全性、可靠性和魯棒性，通常需要多于一種類(lèi)型的傳感器來(lái)觀看相同的場(chǎng)景。作為一種示例，可見(jiàn)光成像可與雷達(dá)成像結(jié)合在一起工作以幫助提高安全性。雷達(dá)和成像傳感器非常互補(bǔ)。成像具有高分辨率、識(shí)別和分類(lèi)對(duì)象的能力，以及提供關(guān)鍵智能的優(yōu)勢(shì)。另一方面，雷達(dá)可在黑暗中、霧雨或雪條件下看清，并可非常快速有效地測(cè)量距離和移動(dòng)?？稍赥I TDA3x或TDA2x處理器上處理視覺(jué)和雷達(dá)圖像，并將其融合在一起，以提供更強(qiáng)大的解決方案。

汽車(chē)成像是一個(gè)新的和快速發(fā)展的領(lǐng)域，可幫助汽車(chē)變得更安全，最終在不遠(yuǎn)的將來(lái)，可讓汽車(chē)自主駕駛。汽車(chē)成像應(yīng)用必須足夠強(qiáng)大，能夠在各種挑戰(zhàn)的現(xiàn)實(shí)世界條件下工作。

審核編輯：郭婷