2002年10月，Cameron Gulbransen被他的父親Greg Gulbransen殺死。原因是Greg Gulbransen在車(chē)道緩慢倒車(chē)時(shí)，由于SUV后面有一大盲點(diǎn)，他并沒(méi)看到自己的兒子在車(chē)后。而Cameron Gulbransen跑進(jìn)那個(gè)盲點(diǎn)，意外地被車(chē)撞倒。

這是在汽車(chē)上安裝電子攝像頭以幫助提高安全性所做努力的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

Greg許諾自己，發(fā)生在他兒子身上的事件永遠(yuǎn)不會(huì)再發(fā)生在其他任何人身上。他加入了兒童安全倡導(dǎo)團(tuán)體KidsAndCars.org，并啟動(dòng)了一個(gè)活動(dòng)，通過(guò)安裝一個(gè)電子備用攝像頭來(lái)消除汽車(chē)后面的盲點(diǎn)。經(jīng)過(guò)12年的努力，他終于獲得成功。美國(guó)交通部（DOT）國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）于2014年3月31日公布了到2018年5月之前所有重量不到10,000磅的新車(chē)中安裝后部可視化技術(shù)攝像頭的要求?！昂蟛靠梢暬罂赏炀壬瑢⑹乖S多家庭免受這些悲劇性事件所帶來(lái)的痛苦，”NHTSA代理署長(zhǎng)David Friedman說(shuō)。

DOT估計(jì)，美國(guó)每年的倒車(chē)事故會(huì)造成210起死亡和15000人受傷事件，這些事故中大多數(shù)涉及兒童和老年人。KidsAndCars.org估計(jì)，1991年至2012年期間由于倒車(chē)事故，1,126名兒童死亡。這些大多數(shù)死亡事件可通過(guò)備用攝像頭防止。

許多制造商并未等待指令正式下達(dá)，就開(kāi)始安裝備用攝像頭作為選項(xiàng)。到2012年，在美國(guó)銷(xiāo)售的汽車(chē)中，有近一半的車(chē)輛已配備這一功能，許多售后市場(chǎng)制造商開(kāi)始制造套件來(lái)改裝舊車(chē)。這是汽車(chē)“成像革命”的開(kāi)始。

現(xiàn)在，基于攝像頭的主動(dòng)安全系統(tǒng)在汽車(chē)中迅速增加。除了備用攝像頭，您的典型2017年型車(chē)也可能具有以下設(shè)備：

使用四個(gè)攝像頭的環(huán)繞視圖系統(tǒng)

最多帶三個(gè)攝像頭的ADAS前置攝像頭系統(tǒng)

后視鏡輔助攝像頭

監(jiān)視攝像頭

驅(qū)動(dòng)程序監(jiān)控?cái)z像頭

側(cè)視攝像頭

從2017年起，許多新車(chē)型的攝像頭數(shù)量將超過(guò)12臺(tái)，以幫助提高安全性。

圖1.汽車(chē)攝像頭

圖2.典型的電子數(shù)碼相機(jī)

典型的電子數(shù)字照攝像頭包括捕獲光的透鏡和在被稱為像素的光傳感器陣列上將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的圖像傳感器。然后將這些像素信號(hào)饋送到圖像信號(hào)處理器（ISP）中以處理成期望的圖像，然后發(fā)送到顯示器用于觀看，壓縮以存儲(chǔ)或發(fā)送出去以進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算機(jī)視覺(jué)分析。

汽車(chē)上的攝像頭可以分為兩類——用于視覺(jué)顯示和用于機(jī)器視覺(jué)。用于視覺(jué)顯示的攝像頭在駕駛艙的顯示屏上向駕駛員呈現(xiàn)圖像。這些應(yīng)用程序的示例有：

備用相像頭

使用四個(gè)攝像頭的環(huán)繞視圖系統(tǒng)

后視鏡輔助攝像機(jī)

監(jiān)視器

側(cè)視攝像機(jī)——要么增強(qiáng)鏡像，要么完全替換它們

夜視攝像機(jī)

用于視覺(jué)或分析應(yīng)用的攝像頭生成圖像以供視覺(jué)處理器使用。所述視覺(jué)處理器對(duì)像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析以執(zhí)行高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）功能。分析功能在一個(gè)稱為Vision Acceleration Pac的定制TI異構(gòu)架構(gòu)上運(yùn)行，其由定制嵌入式視覺(jué)引擎（EVE）組成，與業(yè)界領(lǐng)先的TI C6000?DSP和ARM?內(nèi)核串聯(lián)工作。EVE是專用完全可編程的TI向量處理器，設(shè)計(jì)旨在以極高速度有效地處理低級(jí)和中級(jí)計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法。它與處理高級(jí)視覺(jué)算法的TI C6000 DSP形成互補(bǔ)。分析應(yīng)用程序的示例有：

自適應(yīng)巡航控制（ACC）

自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈

盲點(diǎn)監(jiān)視器

碰撞回避系統(tǒng)

前方碰撞警告

智能速度適配或智能速度建議（ISA）

車(chē)道偏離警告系統(tǒng)

駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)——用于困倦和分心檢測(cè)

對(duì)于視覺(jué)用例的圖像處理的要求與用于視覺(jué)/分析用例的圖像處理的要求有著顯著不同。視覺(jué)使用案例集中于向觀看者提供最佳感知圖像質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)視覺(jué)上愉悅的顏色和色調(diào)，降低可察覺(jué)的噪聲水平，增加動(dòng)態(tài)范圍和邊緣增強(qiáng)以銳化圖像。這些要求直接映射到人類視覺(jué)系統(tǒng)的感知。

另一方面，分析用例并不關(guān)心感知圖像質(zhì)量，因?yàn)樗鼈儗Ｗ⒂谝活愝o助計(jì)算機(jī)視覺(jué)的圖像處理算法。因此，當(dāng)處理分析時(shí)，不需要增加感知視覺(jué)質(zhì)量的算法，如顏色校正和白平衡校正。

ADAS應(yīng)用依靠相機(jī)為計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法提供數(shù)字視頻流，以幫助提供安全性及駕駛員的舒適性。視頻流必須具有高質(zhì)量，沒(méi)有缺陷，實(shí)時(shí)并且具有低延遲。它必須能夠處理寬視場(chǎng)和高動(dòng)態(tài)范圍的典型汽車(chē)挑戰(zhàn)。最后，攝像機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該能夠在低功率和熱預(yù)算下操作，并且在各種溫度和天氣條件下均可保持信號(hào)完整性。

圖3.典型的視覺(jué)分析處理流程

德州儀器（TI）在電子成像和數(shù)字信號(hào)處理方面歷史悠久。1972年，世界上電子攝像頭系統(tǒng)的首個(gè)專利發(fā)放給TI。自那時(shí)起，TI已將其多年的圖像信號(hào)處理經(jīng)驗(yàn)用于許多應(yīng)用的ISP設(shè)計(jì)，如數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、交通攝像機(jī)及最近的汽車(chē)視覺(jué)和視覺(jué)相機(jī)。

TDA3x片上系統(tǒng)（SoC）具有第6代ISP，其可對(duì)來(lái)自多達(dá)6個(gè)攝像頭的圖像信號(hào)執(zhí)行高級(jí)圖像處理。它可將這些圖像輸出到顯示器或?qū)⑵漯佀偷剿删幊痰腄SP / EVE計(jì)算引擎以執(zhí)行機(jī)器視覺(jué)算法。TDA3x上的異構(gòu)圖像處理架構(gòu)靈活且功能強(qiáng)大，足以解決任何汽車(chē)成像問(wèn)題，包括新的意想不到的問(wèn)題。這點(diǎn)非常重要，因?yàn)槠?chē)成像仍是一個(gè)新的發(fā)展領(lǐng)域，為我們提出了許多新的應(yīng)用和要求。

圖4. TI TDA3x 片上系統(tǒng)框圖

汽車(chē)成像環(huán)境極具挑戰(zhàn)性。攝像頭必須在極端溫度和所有天氣條件下可靠工作，包括具有極高亮度和暗度的高動(dòng)態(tài)范圍情況。諸如LED照明系統(tǒng)的新技術(shù)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，如LED閃爍。此外，這些功能中的許多功能具有嚴(yán)格的安全性。如果攝像頭不能正常工作，可能會(huì)危及安全。這一情況比您的典型手機(jī)攝像頭更具挑戰(zhàn)性。

為了幫助在各種條件下進(jìn)一步增強(qiáng)安全性、可靠性和魯棒性，通常需要多于一種類型的傳感器來(lái)觀看相同的場(chǎng)景。作為一種示例，可見(jiàn)光成像可與雷達(dá)成像結(jié)合在一起工作以幫助提高安全性。雷達(dá)和成像傳感器非?；パa(bǔ)。成像具有高分辨率、識(shí)別和分類對(duì)象的能力，以及提供關(guān)鍵智能的優(yōu)勢(shì)。另一方面，雷達(dá)可在黑暗中、霧雨或雪條件下看清，并可非?？焖儆行У販y(cè)量距離和移動(dòng)?？稍赥I TDA3x或TDA2x處理器上處理視覺(jué)和雷達(dá)圖像，并將其融合在一起，以提供更強(qiáng)大的解決方案。

汽車(chē)成像是一個(gè)新的和快速發(fā)展的領(lǐng)域，可幫助汽車(chē)變得更安全，最終在不遠(yuǎn)的將來(lái)，可讓汽車(chē)自主駕駛。汽車(chē)成像應(yīng)用必須足夠強(qiáng)大，能夠在各種挑戰(zhàn)的現(xiàn)實(shí)世界條件下工作。TI在TDA3x上開(kāi)發(fā)了一種異構(gòu)信號(hào)處理架構(gòu)。該架構(gòu)靈活且功能強(qiáng)大，足以應(yīng)對(duì)任何汽車(chē)成像挑戰(zhàn)，包括新的意想不到的成像挑戰(zhàn)。

TDA3x目前正被設(shè)計(jì)成全方位的汽車(chē)成像應(yīng)用。

圖5. TDA3x處理的典型的具有挑戰(zhàn)性的汽車(chē)場(chǎng)景

審核編輯：何安淇