制造商現(xiàn)在必須處理的另一方面是在交通標志以及汽車前照燈和尾燈中越來越多的使用發(fā)光二極管(LED)，這增加了汽車成像的挑戰(zhàn)。LED照明通常采用脈寬調制(PWM)控制：LED以不同的占空比開關，以控制光的強度和省電，速度太快，人眼無法感知。但是，雖然我們的眼睛不能感知這些燈光的閃爍，但是圖像感應器通常會捕獲到LED開關時的。這意味著圖像傳感器輸出在顯示為視頻時將顯示此閃爍效果。這是我們不想要的，可能會帶來安全問題-和使事情更加復雜，在車輛或交通標志中使用脈沖LED的頻率沒有標準。對于帶有計算機視覺算法的前視攝像頭，閃爍效應意味著交通標志可能會被誤讀或完全漏掉，而對于CMS或后視攝像頭等視覺應用，它會讓駕駛員分心和困惑。

把這個場景放到背景中，想象一個含高亮度源的場景，比如地平線下的太陽，還有一些看起來更暗的細節(jié)，比如路邊的行人在附近一棵樹的樹蔭下。為捕獲這一高動態(tài)范圍的場景，常見的圖像傳感器將通過使用較短的曝光時間來補償場景的明亮部分，以避免場景的飽和和溢出。在同一場景中出現(xiàn)脈沖光源(如汽車LED大燈)的情況下，用于捕獲場景明亮細節(jié)的短曝光時間將導致圖像傳感器捕獲大燈實際關閉時的一個幀。雖然它隨后將合并多個曝光以輸出高動態(tài)范圍圖像，但在明亮的日光場景中，以上述方式部分或全部曝光將忽略LED，并導致前照燈出現(xiàn)閃爍。如果延長曝光時間，試圖在LED打開時捕獲到場景，那么被強光照射的場景中的部分會被過度曝光，大大縮小動態(tài)范圍，丟失細節(jié)，最終導致圖像質量無法接受。

高動態(tài)范圍和減少LED閃爍

解決這一問題的方案是能夠在單個幀內實現(xiàn)更大的動態(tài)范圍的一種圖像傳感器，以便能夠以足夠長的曝光時間捕獲明亮區(qū)域，在“開啟”期間捕獲到脈沖光源，而不會過度曝光場景。安森美半導體的Hayabusa?汽車圖像傳感器平臺以一種使能超級曝光(Super-Exposure)的創(chuàng)新的像素技術成功地解決了這一問題。這項技術采用了一種創(chuàng)新的設計和工藝，能夠在傳感器內存儲更多的電荷，使曝光時間在達到飽和前比目前汽車中使用的相同尺寸的傳統(tǒng)圖像傳感器長五倍。通過這種像素技術，Hayabusa?圖像傳感器實現(xiàn)了120 dB以上的高動態(tài)范圍成像，同時減少LED閃爍。

該方案的一部分在于構造Hayabusa?超級曝光像素.通過一種新的設計和制造工藝，每個背照式3.0微米像素存儲了來自入射光的100,000多個電荷電子，這大大超過了相同像素大小的傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器提供的20,000個電子。這導致單個超級曝光捕獲95分貝的動態(tài)范圍，涵蓋了大部分場景，而Hayabusa傳感器能添加第二個非常短的曝光，通過捕獲場景中最亮的部分，將動態(tài)范圍擴大到超過120 dB。

為了在保持高動態(tài)范圍輸出的同時實現(xiàn)抑制LED閃爍的效果，超級曝光可被限制為足夠長的時間來捕獲場景中所期望的最低頻率脈沖LED的整個周期：如果我們考慮為90 Hz，相當于約11毫秒的曝光時間(在此期間，LED可能只在該時間的1/10或更短的時間內打開)。傳感器有100,000個電子電荷的容量，可曝光這么長時間，而不丟失明亮區(qū)域的細節(jié)，同時捕獲LED “打開” 的脈沖信號。其次，較短的曝光時間結合一個專有的片上算法，確保擴大動態(tài)范圍，同時保留超級曝光捕獲的含脈沖LED的場景中的區(qū)域，通過二次曝光以防止它們被丟失。因此，傳感器能夠捕獲場景中超過120分貝的動態(tài)范圍，同時保留由脈沖LED組成的區(qū)域，采用一般的傳感器時這些脈沖LED看來像是在閃爍。這一現(xiàn)實性能使Hayabusa平臺成為開發(fā)要求高動態(tài)范圍的、減少LED閃爍的汽車攝像頭的最佳方案，而且由于該平臺中的所有產品都具有相同的性能，制造商可以在器件之間任意轉換，并且能夠重用大部分的工程工作以及用于從其中一個傳感器訓練算法的數(shù)據(jù)。

總結

Hayabusa平臺的符合車規(guī)的圖像傳感器涵蓋從100萬像素到500萬像素分辨率，可擴展，并為制造商提供用于各種不同應用的配置選項。該平臺的首款器件AR0233AT，是一款260萬像素的傳感器，同時具有高動態(tài)范圍和抑制LED閃爍能力，以每秒60幀的速度生成1080p視頻。