對圖像傳（chuán）感器的認識誤區：傳感器（qì）類型（xíng）
2023-6-19 來（lái）源： 安（ān）森美智能感知事業部 作者（zhě）：Geoff Ballew
如今，攝（shè）像頭已隨（suí）處可見，工廠、車輛、公共建築、街道……其數量還在不斷（duàn）增多（duō）。大部分攝像頭依（yī）靠圖像傳感器將場景中的光線轉換為電子圖像，因而推升了對圖像傳感器的需求。但圖像傳感器種類繁多，功能（néng）特性（xìng）各不相同（tóng），設計人員需要熟悉不同傳感器的不同功能特性，才能為特定應用（yòng）選（xuǎn）擇合適（shì）的攝像頭。
乘（chéng）用車攝像頭搭載量激增，有些豪華車型甚至配有十幾個攝像頭。汽車（chē）製造商（shāng）需要（yào）添（tiān）加更多傳感器以提升安全性，還需考（kǎo）慮每個攝像頭（tóu）的經濟成本和占用空間（jiān），這為其帶來了挑戰。於是，汽車製造商開始尋找解決方案，希望用一個攝像頭捕獲同時針對人眼視覺和（hé）機器視覺優化的圖像。人眼視覺與機（jī）器視覺所適用的圖像質量存在區別，需要權衡（héng）取舍，因此實施這一方（fāng）法同樣難（nán）度不小。
人眼視覺
人眼視覺係統對像素間亮度強（qiáng）弱差異的感知與機器（qì）視覺（jiào）算（suàn）法不同。人眼對亮度的感（gǎn）知是（shì）非線性的，也就是說，如果所在環境中光子數量增加一倍，眼睛（jīng）感知到的亮（liàng）度也隻增加了一倍（bèi）。這需要調整用於人眼視覺的攝像頭圖（tú）像以（yǐ）對應其動（dòng）態範圍（wéi），從（cóng）而將人眼感知（zhī）的較亮區（qū）域和較暗區域的細節充分放大。此外，我們（men）對一般顏色和 LED 光源的閃爍十分敏感（這（zhè）一問題日益普遍），因此如果攝像頭導致顏色失真（zhēn），即使圖像清晰（xī）且其他方麵的質量很高，也（yě）會影響人類的視覺（jiào）體驗。對於後視攝像頭等輔助駕（jià）駛的被動安全係（xì）統，駕駛員也比機器視覺係統有優勢，因為如果圖像有缺，駕駛員會自（zì）動發現，而此時無需依賴攝像（xiàng）頭。雖然這不會引發重（chóng）大安（ān）全事故，但攝像頭喪失用處也會帶來不便，因此，駕駛員不會依賴（lài）攝像頭圖像，而是更多地（dì）進行主動判斷。
機器視覺
與人眼視覺不（bú）同，使用機器視覺的自動化係統（tǒng）會查看圖像中每個像素的數字值，因此其對光子數呈線性反應。與用於人眼視覺的（de）圖像（xiàng）不同（tóng），因此必須調整以輸（shū）出對應於測量像素值的圖像。此外，機器視覺（jiào）係統必須經（jīng）過編程或采用特殊的錯誤檢測硬件才能檢（jiǎn）測出圖像缺陷。缺少該硬件的（de）係統可能無（wú）法正常工（gōng）作，且不會告知（zhī）駕駛員其功能已受損或無法運行。對於像自動緊急製動這樣的主動安全係統，如果出現故障，誤報將導致係統在無碰撞危險時實施製動，而漏報會使係統在發生危險時完全失靈，從而（ér）造成嚴重的後果。如果（guǒ）駕駛員使用此類（lèi）輔助係（xì）統，則需要顯示信息來指示其功能不全，但（dàn）可能無法發出功能受損的警告。部分係統會提醒（xǐng）駕駛員（yuán）其功能受損（sǔn）或“不可用”，它們通（tōng）常依賴特殊的（de）硬（yìng）件功能來檢測傳感（gǎn）器中的錯誤或故障。此類功能須遵循（xún）汽（qì）車安全完整（zhěng）性等（děng）級 (ASIL) 等相關的行業標準，支持 ASIL 的傳感器將具有檢測（cè）和報告故障的功能，可提高安全性。以上就（jiù）是用於機器視覺的傳感器（qì）與用於人眼視覺的傳感（gǎn）器需要進行不（bú）同配置的兩個原因。
120 度視場傳感器 RYYCy 圖像（xiàng），經過彩色（sè）處理
使用單個攝像（xiàng）頭實現觀察和感知的傳（chuán）感器解決方案
好消息（xī）是，部分傳感器已具備同時適用於人眼（yǎn）和機器視（shì）覺的（de）出（chū）色功能，且可進行優化並輸出兩路同步數據流，助力工程師設計（jì）可同時（shí）用（yòng）於（yú）人眼和機器視覺（jiào）功能的攝像頭係統。這樣一來，汽車製造商隻需在車內的特（tè）定位置部署一個攝像頭，最大限度地減小占（zhàn）用空間並降低係統（tǒng）成本，獲得可針對兩種工作（zuò）負載應用優化的圖像。
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