思特威车规级 CMOS 图像传感器，释放智能汽车感知芯力量

在手机、监控和汽车电子化等高度发达的今天，我们每个人都会拥有数个甚至十数个摄像头，摄像头的主要核心芯片是CMOS图像传感器。CMOS图像传感器的发展从二十多年前开始爆发到现在，每年的增长非常大，到2021年总规模约210亿美元。其中，随着新能源电动汽车的发展，车载领域的CMOS市场发展尤其突出。据统计，2021年全球车载摄像头出货量超过2亿颗，比上一年增长15%，2022年比去年又会增长20%以上。但是，车载CMOS领域也有一定的门槛、技术和挑战。

由跨国媒体AspenCore于2022年11月10日举办的2022国际集成电路展览会暨研讨会（IIC?Shenzhen）上，思特威技术副总裁、技术研究院院长胡文阁先生分享了CMOS图像传感器在智能汽车领域方面的应用。

胡文阁（Mike?Hu）先生，毕业于北京大学，后在美国科罗拉多大学获得硕士学位，于1999年初开始CMOS图像传感器芯片的研发工作。2004年初他回国参与了BYD微电子公司的创建，时任总工程师并兼管CMOS图像传感器产品部，带领团队先后成功开发出多款图像传感器芯片，产品技术处于国内前沿。2012年胡先生创立了深圳安芯微电子（Allchip），率领团队成功开发了十多款车载CMOS单片成像传感器，集光电传感、图像信号处理及视频编码和传输多功能于一体，在同轴模拟视频格式（CVBS）的成像芯片领域都达到了国际先进水平，产品广泛应用于车载后视摄像头、电子门铃和探伤窥镜等小型监控设备。2020年加入思特威，任技术副总裁，负责思特威研发团队的管理并兼管深圳研发中心的工作。

CIS服务车载智能视觉应用主要分三类，一类是影像类的，包括后视和360°环视以及流媒体方面。第二类是感知方面，包括ADAS或者智能驾驶方面的应用，最重要的是前视和侧视。第三类是舱内In-cabin应用，主要是驾驶员的监控，乘客监控，以及行车记录仪DVR。

目前的高端智能汽车上，每辆车搭载的摄像头数量达到15颗以上。

影像类的应用，主要是后视和360°环视。它需要的数量是1颗到4颗，环视需要4颗。像素是100万到300万范围。流媒体应用主要是后视镜，很多后视镜和侧视镜的视频都会在一个大屏幕上显示出来，供驾驶员参考。这些方面对传感器的要求，主要是全程彩色，功耗要求比较低。

第一类：影像类CMOS

但是，当前车载CMOS具有挑战的是感知方面的应用，包括ADAS或者智能驾驶方面，其中前视是要求最高的，现在有单目、双目或者多目集中。分辨率从200万到800万像素，甚至在朝12MP和15MP高像素方面发展。

第二类：感知类CMOS

感知类CMOS必须有足够的分辨率，并且使用不同的镜头。有的用3颗来测距，不同的焦距测不同距离的场景。譬如对信号灯的识别、物体和车道的识别等场景都不相同，这些在自动驾驶方面非常关键。

另外侧视方面，一般有四个摄像头，因为距离比较小，分辨率要求较低，只需2MP-3MP。但是不同的场景有不同的要求，譬如以前普通的摄像机拍摄的图像视频有可能曝光时间覆盖不了LED刷屏的整个周期，导致拍出来的LED指示牌残缺不全。针对这种情况，思特威开发了一种LED闪烁抑制技术应用到感知系统。

此外还有HDR方面，行车过程中光线非常复杂，比如隧道很暗，外面有阳光就会很亮，这样对CMOS传感器就要求一个出色的HDR功能。

第三类是驾驶座舱内In-cabin应用，包括DMS、OMS、DVR。

DMS是对驾驶员状态进行监控，比如打瞌睡或者眼神不对，它就会提醒，所以现在驾驶员监控CMOS的装车量比较多。OMS（乘客监控）主要用在大巴和校车上。DVR行车记录仪一般需要前视、后视1-2颗，像素在2-8MP范围。

随着CMOS传感器的大量应用，汽车的智能化进程中，催生了传感器和AI人工智能进一步融合的需求。

现在的智能驾驶，车和它周边的车及路边设备之间的通信会越来越多，包括车以及车内各种各样的传感器，比如超声波、雷达、激光雷达、毫米波雷达等等，需要一个深度融合的过程，因此对智能汽车算力的要求越来越高。特别是基于视觉的智能驾驶，它的摄像头数量可以多至十几个，它的视频数据量非常大，加上分辨率要求非常高，因此对算力要求提出了很大的挑战。

“智能汽车目前趋向于往单车计算方向发展，一方面由云计算转移到车内计算，另一方面是转移到传感器中的计算。”胡文阁先生对智能汽车的算力发展发表了他的看法，“传感器与CMOS自己的图象处理，以及AI智能算法方面结合在一起，原始视频的数据就不需要传输，可以减少延时，也减少了中央计算平台的负荷，成本和功耗方面都会更趋向于平衡。”

基于这种方向和趋势，思特威顺势而为成立了新晋事业部：汽车芯片部，致力于车规级CMOS图像传感器技术的精进。

汽车芯片部的关键技术主要有夜视性能提升(LL)、动态范围提升(HDR)，以及AEC-Q100&ISO26262?车规认证，同时在功耗方面保障降低功耗提升性能。

此外还有上面提到的LED闪烁抑制技术：LFS技术。

有了LED闪烁抑制技术，LED灯指示牌或者读秒（红绿灯剩多少秒）等会看得很清楚，而不至于残缺不全。

在ISP方面，思特威也在进一步精进。通过实际视频可以看到，LFS闪烁抑制打开之后，LED闪烁灯就能正常工作。否则LED字符显示就残缺不全。

思特威车规级CIS产品的夜视全彩图像显示能够非常通透，即使特别亮也能看得很清楚。

宽动态方面，思特威用的是PixGain?HDR，在车辆的行进过程中拍摄不会有拖尾现象。

与车载宽动态不同，手机上是通过拍摄三四张图片合在一起进行处理：用短曝光时间拍亮的地方，长曝光拍暗的地方，合在一起得到宽动态。在车上却不能这样做，因为在拍摄过程中车辆已经移动，所以肯定有拖尾现象。思特威的PixGain?HDR技术，就是在像素里提供两种模式。同时，还增加了针对LED灯特殊的像素。这样，几个传感器同时拍摄，然后把不同的信息叠加在一起，得到有LED抑制功能又能把明暗区分显示的宽动态效果，这样才能适合在车上使用。

目前思特威车规级图像传感器有8款产品。

思特威八款车规级CMOS图像传感器

其中影像类5款，从100万像素到320万像素，大部分都有ISP及图像处理功能。感知类现在量产的是有200万像素，同时有300万、500万、800万的产品已经在内部测试其功能安全、可靠性验证等。舱内应用有800万和200万象素的产品。此外，还在做一个驾驶员监控产品，用全局曝光的技术，这是从工业类产品过来的。

思特威业绩

思特威2021年的销售额和销售量都上升到了世界第四，国内第二，在全球车载市场已经取得了很大的突破。

目前思特威有员工500多人，这还不包括生产测试人员。研发总部在上海，在北京、深圳、美国硅谷都有研发中心。其他几大城市都有客服、技术支持以及联络中心。

责编：Challey