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为汽车打造新一代影像处理功能 ARM 推出 Mali-C71 影像讯号处理器(I
为汽车打造新一代影像处理功能 ARM 推出 Mali-C71 影像讯号处理器(I

全球 IP 硅智财授权领导厂商 ARM 25 日宣布推出 ARM Mali-C71 影像讯号处理器(ISP),因应汽车影像处理所面临的挑战,包括在极端条件下对影像进行快速的处理和分析,符合严格的汽车安全标準设计需求。Mail-C71 亦是 ARM Mali Camera 家族首款问市的产品。

随着科技不断演进,汽车已成为创新平台,不仅持续改变驾驶人的经验,更越来越接近真正全自动驾驶的理想境界。先进驾驶辅助系统(ADAS)是这波演进潮流中不可或缺的关键。各种新型 ADAS 应用,像是取代后视镜的摄影机、驾驶人昏睡侦测、以及行人保护系统,纷纷推升对车载影像处理功能的需求。要促成这些技术,必须在车中装设更多摄影机,根据 Strategy Analytics 的预测,未来几年大多数高端量产车预估将搭载多达 12 部摄影机。

然而,这类複杂摄影机技术除了必须在最极端的条件下快速处理与分析影像,还得针对严格的汽车安全标準量身设计。因此根本不可能直接延用智慧手机的标準型摄影机,或甚至消费型录影机的技术。ARM Mali-C71 即是为了因应这些挑战所推出的产品。Mali-C71 特别在设计之初即考量到先进驾驶辅助系统(ADAS)系统单晶片(SoC)的各式需求,包括能针对持续变化的光照以及天候条件进行调整。

影像讯号处理器(ISP)持续演变的角色

随着每部汽车搭载摄影机的数量持续攀升,感测器融合技术的智能度越来越高,ISP 功能──将原始像素透过处理成高品质影像然后传到萤幕──编码以及运用电脑视觉演算法进行后续处理,这些作业均集中在 ADASSoC 中完成。因此 SoC 除了要管理多部摄影机,还须提供汽车市场要求的可靠度与最高等级的安全性。这方面必须採取新的作法,运用内建功能性安全机制以及平行虚拟处理技术,将结果输出到各种电脑视觉应用。直到最近,想要用单一 SoC 来实作这样的功能一直都是难以企及的目标。

Mali-C71: 汽车级清晰度与可靠度

汽车摄影机必须提供最高的清晰度与可靠度。当摄影机输出讯号送到萤幕时,影像品质就至关重要。以替换后视镜(mirror replacement)的摄影机为例,Mali-C71 提供超宽动态範围(UWDR),最高达 24 级(在某些实例中,提供的细腻度甚至超越人眼所见的範围)。相较之下,最好的数位单眼相机能达到约 15 级的动态範围。它能移除摄影机拍摄影像的杂讯与处理多重曝光,製作出超宽动态範围画格,然后传送到萤幕或电脑视觉引擎。

当摄影机用来作为 ADAS 的输入讯源──像是行人保护或驾驶人瞌睡侦测系统──就必须符合最严格的可靠性与功能安全性标準。透过超过 300 个专属故障检测电路,Mali-C71 具备低延迟与先进错误侦测机制,使其能达到系统层级认证以符合各项功能安全性标準(像是 ISO26262、ASIL D、IEC 61508、以及 SIL3)。ARM 提供完整的参考软体,能用来控制 ISP、感测器、自动白平衡与自动曝光,另外还拟定多项计画,準备开发完整的汽车软体以符合 ASIL 规範。

下一代 ISP 必须同步多工,除了要生成资料让系统着色然后显示在萤幕上,同一时间还必须处理供电脑视觉引擎使用的资料。这些作业的需求反差甚大,Mali-C71 提供单一化硬体 IP,能从同一个影像管线提供两个经不同处理程序的输出结果。

随着汽车产业持续加快脚步实现完全自动驾驶汽车的愿景,Mali-C71 除了提供高品质的显示输出,让驾驶人迅速做出正确的选择; 同时还为电脑视觉引擎提供可靠的资料,在汽车处于可控制状态下做出各项安全决策。

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