只有采用了Autobrite 技術的照相機才能使圖像傳感器的動態范圍與場景和應用相匹配。具備Autobrite 功能的照相機提供了出眾的寬動態范圍性能，可用于在駕駛者輔助系統中捕獲完整而準確的視覺信息。

　　傳感器以最高的保真度來捕獲一幅圖像的黑暗和明亮部分的能力即為其動態范圍。動態范圍越高，則從被掃描物體進行的光學圖像變換的保真度就越高。

　　為什么WDR(寬動態范圍)很重要？DR(動態范圍)是如何定義的？動態范圍被定義為導致像素飽和的最大照度與成像器的噪聲層相除所得的商。高于飽和電平的信息將會丟失，而任何比噪聲層更暗的信息都將無法與噪聲區分開來。對該比值取對數再乘以20將給出以db(分貝)為單位的動態范圍。


 圖1  捕獲圖像實例，左圖未采用Autobrite，右圖采用了Autobrite

　　用于實現寬動態范圍的Autobrite解決方案

　　Autobrite是賽普拉斯(Cypress)推出的一款完整解決方案，它滿足了寬動態范圍照相機的所有標準。Autobrite采用了組合技術(以擴展動態范圍)和一個簡單的標準3T CMOS像素(以提供可靠性和成本效益性)。無需額外的幀緩沖器。

　　Autobrite基于麻省理工學院的研究成果，它是利用賽普拉斯專有的可變高度/多重復位法來控制像素的。一個完整的反饋環路同時控制著積分時間和動態范圍擴展，以實現完全的自適應性和可編程性。

　　Autobrite的優點

　　圖1并列比較了在采用和未采用Autobrite技術的情況下所捕獲的圖像。在左側的圖像中，場景內動態范圍明顯超過了照相機的動態范圍，從而導致在明亮和黑暗區域中出現“限幅”或細節丟失。而在右側的圖像中，Autobrite則可使同一幅場景的完整視覺細節都被捕獲到，即使在極亮和極暗的區域中也不例外。

　　Autobrite在汽車中的應用

　　汽車行業中的機器視覺應用面臨著關鍵的成像技術難題。駕駛者輔助系統必須快速而準確地對來自非可控環境的視覺細節進行處理并做出響應。這種能力倚仗的是從一部能夠適應寬照度級變化范圍的照相機來獲得完整且準確的視頻信息。

　　一幅場景中的最高光強度與最低光強度之比被稱為“動態范圍”。諸如逐漸迫近的前燈照射光、來自其它車輛的眩光、隧道入口和出口以及日出或日落等條件會在一幅場景的內部產生照度的極端變化。如果照相機的動態范圍寬度不足以提供一幅場景的動態范圍，則最終形成的圖像將無法捕獲汽車機器視覺系統所要求的細節信息。這些細節信息是不可能通過后處理來恢復的。

　　圖2羅列了面向機器視覺的典型汽車成像應用。在所有這些應用中，寬動態范圍對于捕獲所有可用細節(以便由駕駛者輔助系統來執行更多的電子處理)而言是必不可少的。例如，一個盲點監視系統負責比較視頻幀，并在有車輛逐漸進入被監視區域時向駕駛者發出提示信號。為了探測移動車輛(但忽略諸如路障等固定物品)，處理器必須在陽光和黑暗中從照相機接收準確而完整的數字信息。

　　在諸如盲點監視或車道偏離警示等應用中，右側圖像中所提供的信息是至關緊要的。只有右圖為機器視覺系統提供了分析并通知駕駛者有關安全車道變更狀態的足夠細節。使用左側圖像的汽車機器視覺系統發生差錯的概率要高一些。


 圖2  駕駛輔助系統中機器視覺的應用


圖3  實際汽車輔助照明圖像實例，未采用(左圖)和采用Autobrite(右圖)技術的對比

　　車道偏離警示

　　車道偏離警示系統必須在各種照明和天氣條件下辨別道路上的行車路線標記，以在車輛駛出其車道時向駕駛者發出警示信號。Autobrite的寬動態范圍可使照相機捕獲到關鍵的視覺信息，從而即便是在非常復雜的場合(比如：在一條黑暗的隧道中，并有來自前方隧道出口的眩光)也能夠探測到行車道標記。

　　在上述的隧道場合中，照相機必須在駕駛者驅車駛出隧道而進入明亮的陽光照射環境時迅速地針對照明條件的變化進行調節。Autobrite可根據新的場景對響應曲線做出適應性的調整，從而令照相機能夠繼續捕獲與道路上的行車路線標記有關的重要信息。同樣，Autobrite還將針對照明條件的日夜變化自動地進行相應的調整。

　　駕駛者疲勞監視

　　在有些情況下，動態范圍過大可能是有害的。如果一幅場景需要一個窄照明范圍內的精確細節，則動態范圍過于寬廣的傳感器將捕獲極端照明條件下的多余信息，而關鍵照明范圍內的捕獲信息卻不足。

　　例如，負責跟蹤駕駛者眼球運動的駕駛者疲勞監視系統可以采用一個頻閃閃光燈來對目標進行照明。在該場合中，動態范圍不太重要，關鍵的是高對比度。可對Autobrite的設定值進行優化，以限制動態范圍，并提供最大的對比度。

　　圖3示出了Autobrite用于后備輔助相機的出眾的寬動態范圍性能。在采用傳統相機捕獲的圖像(左側)中，由于相機自動調節曝光量以捕獲明亮區域中的細節，因此陰影會使位于車輛后方的物體變得模糊不清。在右側的圖像中，Autobrite能夠同時捕獲明亮和黑暗區域中的細節，并清晰地顯示位于汽車行進路線上的障礙物。

　　結語

　　Autobrite克服了汽車應用中機器視覺動態范圍的局限性。Autobrite的自適應性和可編程性確保其即使在最復雜的照明條件下也能夠捕獲完整而準確的視覺細節信息。