【应用】高动态CMOS Sensor传感器MLX75412在夜视仪的成功解决方案

时间： 2016-06-26 来源：世强

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目前我国大部分城市郊区道路两边都没有路灯，加上汽车本身照明距离短而行驶速度高，这就为夜间行车安全埋下了隐患。市面上的汽车夜视系统可使黑夜或者没有灯光照明的条件下如同白天一样，通过红外成像技术在黑暗中能清晰准确获取路面信息，如前方道路肉眼难以观察到的危险、车灯无法照射到的区域等。使用了汽车夜视系统之后可观察到远于3倍到10倍以上的距离，同时在天气条件恶劣的情况下，通过汽车夜视系统能清楚观察前方路况。

在汽车夜视系统应用中，摄像头需要最大程度地适应不同光照条件。作为摄像头重要组成部分的图像传感器，可将光学图像转换成为电子信号。汽车视觉系统要看见复杂的路面信息，这就需要摄像头及其中的图像传感器首先自动适应此类场景以便后续信号的处理。如在复杂光照条件下，需要图像传感器拥有高动态范围；在夜间行车时，图像传感器必须具有高光敏性；高集成度的图像传感器可降低汽车视觉系统的复杂度并可降低成本等。技术进步之后，无论是高动态范围的需求，还是高光敏性，亦或是降低汽车视觉系统的复杂度，都可以通过世强代理的CMOS图像传感器 MELEXIS MLX75412得到解决。

在夜视仪项目中，世强有成熟且已有客户使用成功的解决方案。世强代理的CMOS图像传感器Melexis MLX75412具备良好的红外夜视效果，将传统方案中的多个元器件高度整合为单个芯片，不但体积大幅减少，而且便于产品研发人员的二次开发，如下图所示，为世强夜视仪方案框图。此外，MLX75412还可应用于汽车正向防撞警、轨道偏离报警、盲点监视、障碍识别等。

夜视仪方案框图

图1：夜视仪方案框图

MLX75412产品是Melexis基于Autobrite技术，针对汽车视觉应用而推出的一款高动态范围的HDR（154dB）的CMOS图像传感器，通过AEC-Q100认证并且集成了自动控制功能，支持微光成像性能实现，高光敏感度可达到 SNR1=2.5nW/cm2，信号幅度等于噪声幅度的光照强度，此外，具有-40°C 至+115°C的宽温度范围。

利用Autobrite技术，MLX75412不但大幅提升了图像传感器的动态范围，而且实现了在复杂路况下采集高质量图像，获取到准确可靠的场景细节。MLX75412采用12位图像处理流水线，高于8位图像处理精度，支持标准的原始视频信号输出以及I²C控制信号输入、兼容大多数DSP或FPGA，提供专为汽车应用、1024×512分辨率的宽屏画面从而使采集图像的范围更广。

使用CMOS Sensor MLX75412后拍摄的图像对比

图2：使用CMOS Sensor MLX75412后拍摄的图像对比

高动态范围CMOS Sensor MLX75412能够实现画面无细节损失，在夜视环境中效果更佳，同时不牺牲局部对比度，并且采用分段（共六段转折点）线性光照相应曲线。Melexis使用独有的高动态范围实现方式，显著提高了在复杂路况条件下采集图像质量，即对像素实行分段曝光，部分复位；集成自动曝光，实时自动动态范围控制。其片上图像处理功能包括: 扫描控制、噪音降低、锐化、动态对比增强等等。下图所示为光的输入（横轴）与MLX75412的输出曲线（竖轴）。

图3：光的输入与MLX75412的输出曲线

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