兴芯微贺遥:图像处理技术在汽车电子市场的需求与发展趋势

佐思产研
2018/1/4 16:02:03

“2017智能网联汽车暨汽车半导体高峰论坛”于12月15日在上海王宝和大酒店举办,上海兴芯微电子科技有限公司产品总监贺遥在会上发表了题为 ”图像处理技术在汽车电子的市场需求与发展趋势“的演讲。


贺遥:感谢主办方对我们的邀请,感谢各位的莅临。我们公司其实在整个产业属于一个很小的门类,不是真正做汽车图像的可能不知道我们公司,不知道有ISP这样一个产品的存在。但是ISP在整个汽车影像相关产品上有很重要的作用。  



兴芯微电子是一家专注于做图像处理技术的高科技公司,以算法为核心、芯片为载体,最终呈现给大家的产品形态就是一个芯片。这里也有几位是芯片行业的同仁,大家都在吐槽做芯片,进入汽车是一个很痛苦的过程。我们国内的企业,特别是国内创业企业、创新型企业,没有足够的背景、没有足够的资金、没有足够的时间成本,很难进入汽车这个高要求长周期的市场。目前我们在汽车上已经做了很多产品,近三年我们都在汽车领域耕耘,比如我们做了智能后视镜、流媒体后视镜和一些ADAS的产品。  



我们公司的整个营收中,汽车市场占60%左右 。我们长期的发展方向也是继续深耕汽车市场,虽然汽车前装是一个很痛苦的市场,但也是需要国内芯片公司去努力发展的一个方向,让中国的自有芯片介入更多的汽车领域,这也是我们的一个愿景。


在传统的汽车影像行业,大家可能用到最多的是倒车影像,因为最早的倒车影像包括现在普及的倒车影像全都是30万像素的摄像头。而我们的手机摄像头已经是1300万、1600万、2000万像素,而这30万像素还是通过模拟信号传输到汽车中控台。


随着汽车的发展,特别是现在中控台屏幕越来越大,8寸、9寸、10寸、12寸,屏幕分辨率也越来越高,720P、1080P,大家需要更清晰的倒车影像,这时候就出现了更多的数字高清摄像头,从30万往高清升级。数字720P、1080P以上的图像传感器全部都是数字的,而且全都是只输出原始raw数据,这时候就需要一颗独立的数字图像处理芯片ISP来处理raw数据,变成大家看到的有颜色、亮度的YUV图像,然后通过LVDS等信号传到主机。


针对市场上的应用,比如说ADAS对于动态范围(动态范围代表着能看到的最亮到最暗的范围)要求比较高。对于汽车的图像处理器,就要研究怎么提升其动态范围,让机器可以看到更多的图像和场景,这就是我们提到的HDR技术。



我们的工作是把图像预处理做的更好,让后边的系统识别这些图像更容易。在这个领域我们已经推出了一颗图像处理芯片,已经在和国内几家做ADAS的算法公司合作做ADAS系统。整个ADAS方案包括摄像头的选型、镜头的定制等,都是我们和客户一起讨论确定下来的。



另外一个产品形态,是这两年凯迪拉克这个车型讨论最多的流媒体后视镜。传统后视镜都是以光学反光镜的方式看到车后视野,这时如果后排坐了高个子,或者下雨或者有雾的时候,大家就可能看不到后面的车。针对这种场景,凯迪拉克研发了这款流媒体后视镜产品。通过在车外部安装摄像头的方式,让驾驶员可以看到整个车后视野。然后通过数字信息传输,通过ISP图像处理,长距离传输到流媒体后视镜上面,以投屏的方式显示出来。它可以以屏代镜,把可视角度扩大三到五倍,在后边坐人时也不影响驾驶。流媒体后视镜对图像处理的要求也是很高的,比如刚才说的HDR,强光抑制等。



另外一个方向是360环视,这个属于多摄像头应用。比如说四路、六路不同的摄像头的融合。汽车摄像头的发展方向是,从传统的30万像素,到现在的720P,四个百万像素摄像头方向发展,而且是从模拟到数字摄像头的方向发展,这也是360环视的一个发展方向。


上午中科慧眼的孟总在讨论双目ADAS,我们其实有双目的图像处理芯片。刚才我还和森国科杨总讨论,他们的芯片目前只有单路的图像处理芯片,加上我们的双目图像处理芯片,就可以给大家提供一个双目摄像头,最后在SOC跑ADAS算法,这样就可以提供一套完整的双目ADAS产品。


总结了汽车图像相关的产品,现在我们回归到汽车图像的技术。第一个是刚才讲的宽动态,怎么把宽动态做到更高、更好是一个最重要的工作。从最早30db、60db到现在的120db。现在已经有几家做数字图像传感器的公司,把动态范围都提到了120db。



第二个叫LED anti Flicker技术。这个技术目前还没有在汽车上应用,因为从上游传感器到图像处理芯片都还没有完全OK。但是现在上游图像传感器已经OK了。随着LED车灯越来越多,高端车车尾灯都是LED灯,一些路牌也都是LED的。可以看上面这张图,出隧道的时候左边有一个LED指示牌,用传统的摄像头看到的图像就是右下角左边的图片,是残缺不全的,看不清楚。有了LEDanti Flicker技术以后,这个图像会清楚很多,如右下角右图所示。



第三个方向是近红外夜视,也是针对ADAS,需要在光线恶劣的环境下(譬如夜间)做辅助驾驶。比如说用黑白的图像做ADAS,这其实是有缺陷的,因为做ADAS要识别路牌、标签等,而标签和车尾灯等是有颜色的。ADAS要识别夜晚有颜色的东西,除了黑白,通过采用新型图像传感器,如RCCC,RCCB技术,提高颜色信息和夜间亮度信息,这也是一个发展方向。



第四个方向是远红外热成像,有很多高端汽车已经有在用,但是由于上游设备很贵,导致不能普及。这个技术可以脱离低光,不会受到光线的影响,它是靠热量去感知成像,所以不会受强光、低光的影响。远红外热成像探测距离也可以很长,透雾功能强,但雨天适应性差。图中所示,温度越高,表示的亮度越亮。有人的地方,可能树上还有鸟,只要有生命的存在,它的温度就比较高一些。



其实任何技术都有缺陷。譬如通过雷达加图像去做汽车的融合应用,可以取长补短。在图像领域我们认为会有两种发展方向,一种是可见光图像,另外一种是远红外图像。远红外图像有它自己的优势,但是它的清晰度、细节会很少。但是近红外图像细节和清晰度会比较好。怎么把它们的优势结合起来?


我们有一个双目方案“多光谱图像融合”,一个是用远红外成像,一个是用可见光成像,最后把两种图像通过像素级融合起来,可以看到我们的这个示意图。左上角的图像是远红外,亮度越亮的地方越红,温度越低的地方就是蓝色的。这是远红外图像,可能看不到很多细节。下面是可见光的图像,可以看到很多细节,比如字和墙上的东西。两个图像融合起来就可以得到最右边的图像,它有远红外的信息,也有可见光的信息。


我们公司的芯片产品规划,从后装,朝着到前装ACE-Q100车规级方向发展。在汽车领域不断耕耘,希望给大家提供越来越好的图像处理解决方案,谢谢大家!


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