干掉行車記錄儀的三個(gè)攔路虎：高溫、黑夜、圖像質(zhì)量

隨著中國汽車保有量的劇增，道路交通事件的頻率上升，越來越多的私家車主開始注重視頻取證，這也促進(jìn)了行車記錄儀市場的發(fā)展。行車記錄儀不僅有利于在交通事件中提供一份可信的證據(jù)資料，有利于交警定責(zé)和保險(xiǎn)公司理賠，而且對于培養(yǎng)良好的駕駛習(xí)慣、讓駕駛?cè)俗袷亟煌ㄒ?guī)則也起到了一定的作用，加上行車記錄儀的后裝成本要低很多，因而使其有望成為家庭用車及乘用車、出租車、專車等的標(biāo)準(zhǔn)配置之一。

 

行車記錄儀強(qiáng)調(diào)環(huán)境適應(yīng)性

 

在開發(fā)上，行車記錄儀需要解決的主要問題有：可靠性和低功耗、清晰度、夜間能見度、畫質(zhì)、色彩以及多視角應(yīng)用需求。

 

 

安霸半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司軟件研發(fā)總監(jiān)孫魯毅

 

可靠性來源于優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品零部件特別是DSP主芯片、內(nèi)存和圖像傳感器等。行車記錄儀安裝的位置通常是在汽車前風(fēng)擋中間，或是后視鏡的背面。這些安裝位置在夏天陽光直射的時(shí)候，環(huán)境溫度可能高達(dá)90℃，芯片封裝在行車記錄儀盒子內(nèi)部，其表面溫度會更高。如果DSP等核心部件在高溫下出現(xiàn)不穩(wěn)定、死機(jī)、自動重啟等故障，將直接導(dǎo)致視頻圖像數(shù)據(jù)的丟失。但通常民用消費(fèi)類品芯片的溫度范圍在0~70℃之間，因此，民用消費(fèi)類如手機(jī)芯片很難直接用于行車記錄儀，必須采用寬溫度范圍的工業(yè)級產(chǎn)品才能有良好的可靠性保障。

 

同時(shí)，低功耗常常也是可靠性的一種保證。因?yàn)橐话銇碇v，行車記錄儀的尺寸大小、安裝限制都比較嚴(yán)格，在較小的密封外殼內(nèi)，如果內(nèi)部芯片的功耗較大，就會導(dǎo)致嚴(yán)重發(fā)熱而升溫迅速，令到高溫下，CMOS傳感器的噪點(diǎn)增大，且過高的溫度也有可能造成DSP、內(nèi)存、CMOS等元件無法正常工作。

 

其次，在畫質(zhì)要求上，1080P及以上像素已漸成市場主流。由于行車記錄儀普遍采用超廣角鏡頭，因此等距離的前車在視野中占的比例要比人眼或手機(jī)更小，更高清晰度(如2304x1296/1296P，以及2560x1440/1440P)的視頻會明顯改善圖片清晰度，更有利于視頻取證，如果放在1080P的監(jiān)視示器上顯示，則會因?yàn)槌蓸拥年P(guān)系，使得畫面非常銳利。除此之外，顏色準(zhǔn)確度、自動白平衡準(zhǔn)確度也是關(guān)鍵要素。一天中不同的時(shí)段，以及在地道、立交橋等環(huán)境受到不同光線的影響下，需要隨時(shí)調(diào)整色彩設(shè)置和白平衡設(shè)置，好的畫質(zhì)和色彩不但增加了視頻證據(jù)的可信度，而且本身在大屏幕回放的時(shí)候也更賞心悅目。

 

特別需要關(guān)注的是夜間能見度表現(xiàn)。夜間照度較低，CMOS傳感器的噪點(diǎn)偏大，視頻容易模糊或有馬賽克；另外，夜間車燈和路燈的亮度比路面要高得多，也容易造成對面出現(xiàn)行駛車輛時(shí)影響到路面辨識度，或者自己車燈打到前車尾部時(shí)造成車牌曝光過度而無法辨識。要解決這些問題，不僅需要采用支持低照度良好CMOS圖像傳感器，而且還需要DSP支持高高動態(tài)功能，從而實(shí)現(xiàn)降低視頻噪聲、抑制強(qiáng)光、提升路面能見度的目的。

 

在目前對新型行車記錄儀的開發(fā)方面，更強(qiáng)調(diào)的是具有強(qiáng)大的使用功能。例如，不僅僅是單路，還應(yīng)支持雙路視頻，既可拍前視，也可在倒車時(shí)拍后視；有的還可用于監(jiān)控司機(jī)，防止疲勞駕駛；有的還可支持360度環(huán)視，把安全擴(kuò)展到全視角。多視角要解決的問題是增大視頻的覆蓋范圍，特別是倒車視頻、車身環(huán)視視頻等，通常主要應(yīng)用在中高檔配置車輛或超長乘用車上，且支持雙路視頻的行車記錄儀還可帶有視頻錄制功能。

 

中高端行車記錄儀，告別低價(jià)720P和廉價(jià)1080P

 

在當(dāng)前行車記錄儀的整體解決方案的開發(fā)上，市場競爭主要集中在兩個(gè)方面：一是，低價(jià)720P和廉價(jià)版1080P方案，其最終產(chǎn)品價(jià)格較低，但在功耗、圖像質(zhì)量、清晰度、夜間能見度上有所折扣；二是，采用平板電腦的技術(shù)方案，以安卓定制化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在桌面用戶界面上提供一些娛樂和簡易的智能附屬功能，但主DSP的圖像和視頻效果類似于平板電腦，并未對行車記錄儀做專門優(yōu)化。目前來看，從兩種角度著力的行車記錄儀在低端和特殊市場中會有一定的份額，但對中高端市場缺乏沖擊力，用戶體驗(yàn)不好。

 

而在行車記錄儀中高端市場上，需要挑選高可靠性的主芯片，要能適應(yīng)于寬溫度范圍，功耗盡可能要低，且最好是已有大量市場占有率的成熟產(chǎn)品。對于新產(chǎn)品，最好采4M以上像素的傳感器以改善清晰度，并且支持高動態(tài)功能，DSP的降噪功能也要好，對于一些特別需求，還應(yīng)選擇支持雙路視頻，提供倒車輔助、并線輔助、前車報(bào)警燈等附加功能。以安霸開發(fā)的技術(shù)方案為例，目前，A7L系列是市場中高端的主流方案，A12系列則是更新一代的中高端方案。

 

簡單來說，安霸A7L/A12芯片功耗更低，溫度范圍更寬，可靠性更好。A7L/A12支持3M、4M像素CMOS，支持高動態(tài)功能，有良好的降噪算法以及優(yōu)化的H.264高效率編碼算法，改善了快速運(yùn)動場景和夜間噪點(diǎn)場景下的編碼效果，并且在同等畫質(zhì)下可采用更低碼率編碼，特別是在雙路視頻和360度環(huán)視功能上，該系列技術(shù)方案的優(yōu)勢更加明顯。

 

 

升級抓拍相機(jī)像素 提升取證說服力

 

除了行車記錄儀之外，交通管理部門所使用的抓拍相機(jī)的需求量增長也較為明顯。隨著CCD傳感器像素的增加，攝像機(jī)的清晰度從以前的1080P迅速上升至5M、8M甚至更高，這使得抓拍相機(jī)可以把被拍攝車輛照得更清楚，有利于圖像證據(jù)的說服力，并且一臺高像素CCD抓拍相機(jī)可以覆蓋更多車道，不但降低了設(shè)備安裝成本，且在捕捉違法越線的車輛方面也可達(dá)到同樣的效果。

 

在這一方面，安霸半導(dǎo)體的S2高級攝像機(jī)芯片可以實(shí)現(xiàn)4KP30，或者1080P120 等高規(guī)格視頻效果，有利于道路監(jiān)控應(yīng)用。尤其是在高動態(tài)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用上，除了1080p30高動態(tài)功能已經(jīng)成為主流外，安霸還是市場上唯一實(shí)現(xiàn)了3M、4M像素高動態(tài)技術(shù)方案的廠家。安霸主流的技術(shù)方案，可以支持三次曝光疊加的高動態(tài)功能，以獲取最大的動態(tài)范圍，支持特殊的、完全沒有運(yùn)動所產(chǎn)生的瑕疵的Dual Gain高動態(tài)功能，適合高速行車的應(yīng)用。

 

此外，安霸半導(dǎo)體還和國內(nèi)安防巨頭合作設(shè)計(jì)開發(fā)了一體化警用執(zhí)法儀，可以方便交警隨身佩帶，實(shí)現(xiàn)高清晰度照片和視頻的拍攝，具有3G/4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?，有助于交警解脫雙手，迅速處理道路交通事件，并在執(zhí)法過程中全程做圖像視頻備份，提高工作效率，也保護(hù)了警察人身安全，防止暴徒試圖襲警和破壞證據(jù)。

 

目前，安霸半導(dǎo)體還開發(fā)出了可以支持一轉(zhuǎn)四的SerDes芯片B5，系統(tǒng)可以用一顆主DSP連接四個(gè)1080P的CMOS傳感器，實(shí)現(xiàn)多視角覆蓋。安霸半導(dǎo)體還積極關(guān)注全局曝光(Global Shutter) CMOS傳感器的發(fā)展，這一技術(shù)有望逐漸取代CCD技術(shù)，不但有利于降低成本，降低功耗，并且還有望改善低照度，增加畫面清晰度。

 

展望未來，專業(yè)交通抓拍相機(jī)可能朝著高像素、全局曝光CMOS、智能化等方向發(fā)展，有利于提高畫面質(zhì)量，增加執(zhí)法取證的威懾力。夜間抓拍輔助光照可能會向高速可見光同步頻閃甚至紅外線頻閃方向發(fā)展，從而取代目前的單次強(qiáng)光或者持續(xù)光照。行車記錄儀則需要增加更多的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)上傳功能。對于個(gè)人使用的行車記錄儀，或許可以把關(guān)鍵點(diǎn)的某些短片或者圖片上傳云端，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)備份，還可根據(jù)個(gè)人的駕駛習(xí)慣和選路，提出超速警告和選路策略。在夜間戶外停車的時(shí)候，可能需要電池供電的監(jiān)控?cái)z像機(jī)根據(jù)周圍的聲響或者PIR觸發(fā)拍照記錄，起到防盜和停車磕碰取證等的作用，這種電池供電的監(jiān)控?cái)z像機(jī)可以和行車記錄儀合并為一體。