【導讀】要(yao)實(shi)現(xian)全(quan)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)汽(qi)車(che)，需(xu)要(yao)整(zheng)合(he)來(lai)自(zi)多(duo)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)信(xin)息(xi)，其(qi)中(zhong)攝(she)像(xiang)頭(tou)的(de)信(xin)息(xi)可(ke)能(neng)是(shi)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)。這(zhe)些(xie)攝(she)像(xiang)頭(tou)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)在(zai)各(ge)種(zhong)條(tiao)件(jian)下(xia)連(lian)續(xu)捕(bu)捉(zhuo)最(zui)微(wei)小(xiao)的(de)細(xi)節(jie)
，以(yi)確(que)保(bao)車(che)輛(liang)乘(cheng)客(ke)和(he)其(qi)他(ta)道(dao)路(lu)使(shi)用(yong)者(zhe)的(de)安(an)全(quan)。本(ben)文(wen)將(jiang)探(tan)討(tao)在(zai)選(xuan)擇(ze)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)時(shi)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)關(guan)鍵(jian)特(te)性(xing)，以(yi)便(bian)為(wei)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)汽(qi)車(che)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)的(de)出(chu)色(se)功(gong)能(neng)組(zu)合(he)。

圖 1. 圖像傳感器是實現自動駕駛的重要組成部分

圖像傳感器負責將光子轉化為電子，然後存儲為數字圖像數據。如今，圖像傳感器廣泛應用於各種攝像頭視覺應用，包括智能工廠、醫學成像和汽車領域。圖像傳感器的選擇取決於給定應用所需的性能水平。在決定使用哪種圖像傳感器時
，首先需要了解所需的幀率、yuqidezhaomingtiaojianhesuoxudexitongrongxian，danruguoquefashijiaoxitongfangmiandegongchengzhuanyezhishi，kenenghuirangzhegeguochengbiandejianju。haozaiyoujizhongbiaozhunkeyiyonglaibijiaobutongtuxiangchuanganqidexingneng。 

傳感器分辨率和靈敏度

在(zai)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)，傳(chuan)感(gan)器(qi)分(fen)辨(bian)率(lv)是(shi)一(yi)項(xiang)關(guan)鍵(jian)指(zhi)標(biao)
，因(yin)為(wei)它(ta)決(jue)定(ding)了(le)捕(bu)捉(zhuo)圖(tu)像(xiang)的(de)感(gan)光(guang)表(biao)麵(mian)行(xing)和(he)列(lie)上(shang)的(de)像(xiang)素(su)數(shu)量(liang)。所(suo)需(xu)的(de)最(zui)小(xiao)像(xiang)素(su)數(shu)量(liang)取(qu)決(jue)於(yu)圖(tu)像(xiang)中(zhong)需(xu)要(yao)檢(jian)測(ce)的(de)最(zui)小(xiao)特(te)征(zheng)。雖(sui)然(ran)理(li)論(lun)上(shang)每(mei)個(ge)維(wei)度(du)隻(zhi)需(xu) 2 個像素即可解析物體的單個特征
，但對比度不足和圖像噪聲意味著實際應用中至少需要 4 或 5 個重疊像素，才能完全解析一個特征。 

靈敏度衡量傳感器將光子轉化為電子的效率，在幾乎所有應用中都很重要。它衡量傳感器識別可用圖像所需的時間和照度（照明）。靈敏度還受到傳感器噪聲的影響，因此信噪比 (SNR) 是shi一yi項xiang重zhong要yao指zhi標biao。具ju有you高gao信xin噪zao比bi的de傳chuan感gan器qi可ke在zai低di光guang條tiao件jian下xia提ti供gong更geng高gao質zhi量liang的de圖tu像xiang。靈ling敏min度du在zai監jian控kong和he醫yi療liao應ying用yong中zhong尤you為wei重zhong要yao，因yin為wei這zhe些xie應ying用yong即ji使shi在zai低di光guang條tiao件jian下xia也ye需xu要yao高gao質zhi量liang的de圖tu像xiang。雖sui然ran圖tu像xiang傳chuan感gan器qi資zi料liao手shou冊ce提ti供gong了le靈ling敏min度du指zhi標biao
，但dan有you時shi很hen難nan比bi較jiao不bu同tong製zhi造zao商shang生sheng產chan的de傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du。自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che即ji使shi在zai低di光guang（近乎黑暗）的條件下，也需要高水平的細節，因此在選擇圖像傳感器時，必須仔細考慮分辨率和靈敏度這兩項關鍵指標。 

動態範圍和幀率

動態範圍是指一個像素的最小（噪聲）信(xin)號(hao)與(yu)其(qi)最(zui)大(da)阱(jing)容(rong)之(zhi)間(jian)的(de)比(bi)值(zhi)
，它(ta)定(ding)義(yi)了(le)圖(tu)像(xiang)中(zhong)存(cun)在(zai)多(duo)少(shao)不(bu)同(tong)亮(liang)度(du)級(ji)別(bie)。在(zai)具(ju)有(you)極(ji)端(duan)光(guang)照(zhao)條(tiao)件(jian)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)

，這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)特(te)別(bie)重(zhong)要(yao)的(de)特(te)性(xing)。動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)指(zhi)標(biao)基(ji)於(yu)歐(ou)洲(zhou)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)協(xie)會(hui) (EMVA)1288 標準
，並以分貝 (dB) 為單位，因此可以輕鬆地根據大多數傳感器資料手冊進行比較。

圖 2：右側圖像具有更高的動態範圍

幀率是傳感器的速度指標，以每秒讀取的圖像（幀）數 (fps) 來(lai)衡(heng)量(liang)。在(zai)捕(bu)捉(zhuo)快(kuai)速(su)移(yi)動(dong)物(wu)體(ti)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)
，高(gao)幀(zhen)率(lv)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)，因(yin)為(wei)需(xu)要(yao)較(jiao)短(duan)的(de)曝(pu)光(guang)時(shi)間(jian)，以(yi)防(fang)止(zhi)出(chu)現(xian)模(mo)糊(hu)和(he)減(jian)少(shao)運(yun)動(dong)偽(wei)影(ying)。隨(sui)著(zhe)傳(chuan)感(gan)器(qi)像(xiang)素(su)數(shu)量(liang)增(zeng)加(jia)
，可(ke)實(shi)現(xian)的(de)最(zui)大(da)幀(zhen)率(lv)會(hui)降(jiang)低(di)。例(li)如(ru)
，使(shi)用(yong)低(di)質(zhi)量(liang)的(de)視(shi)頻(pin)圖(tu)形(xing)陣(zhen)列(lie) (VGA) 圖像傳感器可以實現更高的幀率，而使用全分辨率 2000 萬像素傳感器則無法達到同樣的效果。支持“感興趣區域”(ROI) dechuanganqikeyijianggaozhenlvyugaofenbianlvjieheqilai。zheleichuanganqihuiquedingtuxiangzhongyaojinxingchulideyigehuoduogequyu，erhulvetuxiangdeqitasuoyouquyu。zheyouxiaojiangdilezhengtituxiangfenbianlv，yinernenggoushixiangenggaodezhenlv。yubiaozhunqicheyiyang，zidongjiashicheliangzaigaosuxingshiguochengzhonghuiyudaogezhongguangzhaotiaojian
，yincizaixuanzetuxiangchuanganqishi


，gaodongtaifanweihegaozhenlvshizhiguanzhongyaodetexing。

運動與色彩

CMOS 圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)使(shi)用(yong)的(de)兩(liang)種(zhong)讀(du)出(chu)方(fang)法(fa)是(shi)卷(juan)簾(lian)快(kuai)門(men)和(he)全(quan)局(ju)快(kuai)門(men)。卷(juan)簾(lian)快(kuai)門(men)法(fa)在(zai)曝(pu)光(guang)時(shi)逐(zhu)行(xing)讀(du)出(chu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)像(xiang)素(su)

，因(yin)此(ci)是(shi)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)快(kuai)速(su)的(de)技(ji)術(shu)。與(yu)使(shi)用(yong)全(quan)局(ju)快(kuai)門(men)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)相(xiang)比(bi)，它(ta)每(mei)個(ge)像(xiang)素(su)使(shi)用(yong)的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)數(shu)量(liang)更(geng)少(shao)
、噪聲更小、lingmindugenggao
，qiechengbengengdi。jianyizaixuyaogaodongtaifanweideyingyongzhongshiyongjuanliankuaimenchuanganqi。zaiquanjukuaimenduchufangfazhong，meigexiangsuhuitongshipuguang，yincixiangsuxingzhijianmeiyoubuzhuoyanchi。raner，zhezhongfangfajiangguiyounanyishixian。 

在zai測ce量liang記ji錄lu和he存cun在zai檢jian測ce等deng應ying用yong中zhong
，可ke以yi接jie受shou采cai用yong黑hei白bai圖tu像xiang傳chuan感gan器qi，但dan現xian在zai許xu多duo應ying用yong都dou需xu要yao彩cai色se圖tu像xiang。不bu過guo
，黑hei白bai傳chuan感gan器qi也ye具ju有you一yi些xie優you勢shi。為wei了le使shi傳chuan感gan器qi提ti供gong彩cai色se圖tu像xiang，需xu要yao在zai像xiang素su級ji別bie以yi拜bai爾er模mo式shi排pai列lie RGB 濾lv光guang片pian。不bu過guo，拜bai耳er色se彩cai插cha值zhi會hui導dao致zhi細xi節jie和he整zheng體ti測ce量liang精jing度du降jiang低di。因yin此ci，隻zhi有you在zai應ying用yong需xu要yao色se彩cai信xin息xi時shi，才cai需xu要yao使shi用yong彩cai色se傳chuan感gan器qi。顯xian然ran，自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che應ying用yong需xu要yao捕bu捉zhuo彩cai色se圖tu像xiang並bing使shi用yong卷juan簾lian快kuai門men傳chuan感gan器qi。 

像素大小

有you一yi種zhong誤wu解jie是shi
，像xiang素su越yue大da，圖tu像xiang質zhi量liang就jiu越yue好hao。雖sui然ran較jiao大da的de像xiang素su有you更geng多duo麵mian積ji可ke用yong於yu收shou集ji光guang線xian
，但dan並bing不bu意yi味wei著zhe可ke以yi獲huo得de更geng高gao質zhi量liang的de圖tu像xiang。需xu要yao注zhu意yi的de是shi，分fen辨bian率lv和he像xiang素su噪zao聲sheng指zhi標biao等deng因yin素su在zai決jue定ding圖tu像xiang質zhi量liang方fang麵mian也ye起qi著zhe重zhong要yao作zuo用yong。較jiao小xiao的de像xiang素su往wang往wang具ju有you較jiao低di的de暗an信xin號hao不bu均jun勻yun性xing (DSNU)；zaijiaogaowenduxia

，anxinhaobujunyunxinghuixianzhidiguangxingneng。zaimouxieqingkuangxia，xiangsujiaoxiaodechuanganqixingnenghuiyouyuxiangsujiaodadechuanganqi。zaishejishexiangtouxitongshi，bixukaolvzaisudu、靈敏度和圖像質量特性之間取得良好的平衡，以實現出色的性能。

CMOS 傳感器解決方案

Hyperlux 傳感器係列是安森美推出的第二代超級曝光像素技術平台，在 300 萬像素至 800 萬像素及更高分辨率的汽車成像應用中性能出色。憑借超過 120 dB 的無閃爍 (FF) 單次曝光和 150 dB 的超高動態範圍 (HDR) 與 LED 閃爍消除 (LFM) jishu，gaixiliechuanganqinenggouzaiqicheyingyongwendufanweineitigongwendingdetuxiangzhilianghedongtaifanwei
，wuxuzaibutongguangzhaotiaojianxiagenggaishezhi
，congerjianshaoleyanchibingtigaoleanquanxing。gaixilie 2.1 µm 圖像傳感器包括智能 ROI、像素合並 (binning)
、陣列框選 (windowing) 和雙輸出等靈活功能。這些功能可以同時輸出不同分辨率 (ROI) 和不同積分時間的數據等靈活的數據格式。該傳感器專為 ASIL-D 係統設計，其精密的實時安全機製和故障檢測功能有助於實現更高級的先進駕駛輔助係統 (ADAS)。

了解是選擇的關鍵

本文介紹了在為自動駕駛汽車應用選擇 CMOS 圖像傳感器時需要考慮的關鍵特性
，包括分辨率、靈敏度、速度、動態範圍、運動和色彩。安森美 Hyperlux 圖像傳感器提供了上述各項特性的出色組合，非常適合各種汽車應用。