摘要：汽车分析CIS核心性能——HDR

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引言：

不断推动消费者、政策/法规和市场ADAS提高渗透率。2022年3月，国内新车L二级配套数量接近41.6万，渗透率接近30%。ADAS成标配，CIS如何升级？

豪威集团汽车CIS系列专题ADAS文章将分为五个阶段，每个阶段知识点，帮助您详细了解ADAS领域应用、技术趋势和车辆规范产品。

在汽车高分辨率趋势下，对豪华车进行了梳理CIS技术演进史。本期将聚焦ADAS对HDR背后的新要求和技术变革。

140dB HDR为什么重要？

动态范围（DR）指图像传感器能识别的最强信号与同一画面中最弱信号的比值。人眼的动态范围一般为130dB[1]左右，前视摄像头用作ADAS/AD在高速行驶时，需要快速识别不同光照条件下的明暗细节，准确捕捉图像，否则会影响行车安全。典型的HDR要求是，当汽车驶出隧道时，不仅要识别亮点，还要识别暗细节，或者在夜景中识别极暗的行人和极亮的车灯LED信号灯等。理想的动态范围需要超过人眼DR，达到140dB HDR。

因此对于ADAS应用，覆盖120dB HDR覆盖140的基本要求dB HDR是汽车机器视觉的趋势。

/小知识/

豪威在2008年推出了首款汽车HDR SOC三年前，图像传感器领先于140dB HDR产品。豪威车载产品为不同的应用场景覆盖100个dB到140dB。OX08B40、OX03F10、0X03C10等ADAS产品可达140dB，并且已经有大量的出货数据验证，已经被终端验证了OEM认可。

目前，豪威集团是中国唯一能量产140的集团dB HDR车载产品制造商。国内竞争对手去年进入120dB阶段尚未开发140dB车载产品。

豪威140dB HDR 和竞品120dB HDR 动态范围比较

如何实现140dB HDR

传统HDR使用不同曝光时间的多个图像，但对于快速移动的物体会产生运动伪影（Motion artefact）。豪威集团Split Pixel和Deep Well HDR该方案有效解决了这一问题：

1）Split Pixel分割像素技术:2009年推出，2012年和2016年优化升级。该技术通过大小像素的分离结构产生不同的感光度，覆盖不同的动态范围。与其他相比HDR方案，具备避免鬼影和LED闪烁抑制的优点。

2）Deep Well DCG技术:2018年第一代DCG经过推出后，经过优化发展到现在的第三代DCG独特的技术 DCG 该技术对转换增益进行两次采样，并添加曝光，以实现准确的场景再现。该方案还可以避免高速运动的鬼影。

与DCG和Split Pixel 不同的是，国内友商车载产品采用行交叠HDR 方法（Staggered HDR）[2]。

以两次曝光Staggered HDR为例，该方案让CMOS在完成第一行长曝光的同时，第一行像素几乎立即开始短曝光，每行以长度曝光两次。readout看，长曝光帧和短曝光帧依次输出。

该方案不同时输出长度曝光，时域多帧图像质量仍存在一些典型问题，如：

1)依靠额外的通道，很容易造成运动伪影，降低动态范围，尤其是在弱光条件下

2)拍摄对象是PWM供电的LED如果短曝光帧没有捕捉到灯，如交通信号灯或汽车信号灯LED闪烁会导致信号灯图像误读，这在车载成像中是致命的。

该方案虽能满足消费领域的需求，却不适用汽车摄像头这种对高动态范围和去伪影要求高的应用。因此国内车载竞品虽然采用了双转换增益弥补Staggered HDR但其车载产品仍处于120点dB阶段。

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除了140dB HDR，ADAS图像传感器的挑战是什么？请关注下一篇文章豪威汽车CIS系列专题ADAS(四)。

[1] https://blog.51cto.com/u_15152644/2986775

[2] 大话成像-HDR Imaging(2)-Digital Overlap

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