Flicker Detection - 简介 光 Flicker 被定义为光源亮度或强度周期性变化。这种变化可以是故意的，例如应急车辆的闪光灯，也可以是无意的，例如数字路牌的光波动。由于其变化性质，Flicker 在测试环境中难以量化。然而，随着特定行业（如 ADAS、其他汽车系统和安防）中 Cameras 和 sensors 的持续进步，在实验室环境中重现和测试 Flicker 至关重要。图 1：汽车 Camera 系统经常遇到闪烁光源。Modulate Mitigation Probability (MMP) 在传统 Camera 测试中，Camera 系统通常不会测试闪烁光性能。其他 Cameras，例如汽车系统，必须在任何 Illumination 场景中表现出最高水平，以确保符合安全标准。IEEE-P2020* 工作组发布了第一个国际认可的 ADAS 系统 Image 质量性能标准。该工作组由来自各个领域的行业专家组成。我们许多专门的汽车 Camera 测试工程师都是活跃成员。该标准中的一个 KPI 是 modulation mitigation probability (MMP)。MMP 是该标准中测试 Camera 系统对闪烁光响应的主要 KPI。*免责声明：IEEE-P2020 工作组中包含的意见仅代表该工作组的观点，不一定代表 IEEE 或 IEEE Standards Association 的立场。Flicker 如何发生？Flicker 通常发生在使用 PWM 技术控制光强度的 LED 光源中。Flicker 是击中 Camera Sensor 的光的 temporal light modulation (TLM)。由于该 Sensor 对光强度进行离散采样 (exposure time)，光快速开启和关闭以及捕获过程的结合可能导致不必要的 artifacts。图像或 Video 中由于闪烁光源而产生的可见 artifacts 数量取决于光源中使用的 PWM 的频率和 duty cycle，以及光源与 Camera 捕获速率之间的 phase shift。在汽车行业中，闪烁光分为两类：反射 Flicker 和 Illuminant Flicker。反射 Flicker 反射 Flicker 是指照亮场景但不在 Camera FOV 内的闪烁光源（例如，停车场中的 Illumination）。我们使用 flicker modulation index (FMI) 评估反射 Flicker。xmax= Image Sensor 在整个捕获的 Video 序列中捕获的 PWM 光源的最大信号测量值 xmin= Image Sensor 在整个捕获的 Video 序列中捕获的 PWM 光源的最小信号测量值 Illuminant Flicker Illuminant Flicker 是指照亮 Camera FOV 内场景的闪烁光源（例如，迎面驶来的车辆的前灯）。我们使用与上述相同的 FMI 公式评估 Illuminant Flicker。然而，Illuminant Flicker 通常会在场景中导致各种 HDR artifacts 发生。因此，我们使用 flicker detection index (FDI) 来评估捕获图像在给定 Camera、duty cycle 等条件下，LED 光与光参考水平之间具有足够对比度的可能性。Prob= empirical probability / xmeas= measured flickering signal level / xref-off= reference background ("off") light level / τ= flicker contrast threshold 尽管 FDI 公式是 flicker detection 的良好指标，但如果系统必须重现光源信号水平（汽车级 Cameras 通常需要），则其精度不高。因此，我们利用在 IEEE-P2020 工作组指导下开发的 modulation mitigation probability 公式。该公式将提供捕获图像与参考光源相比准确重现光源信号水平的可能性。Prob= empirical probability / xmeas= measured flickering signal level / xref-off= reference expected light level / δ= acceptable threshold level 测试 Flicker 的重要性 光 Flicker 几乎会影响所有依赖 Cameras 和 sensors 的行业，但在汽车和安防领域最为明显。Flicker 在这些行业中很常见，因为周围环境不断变化，产生各种 Illumination 场景。这些行业中的 Camera 和 Sensor 系统需要减轻光源的 modulation (flicker)，以适应不断变化的环境并确保高性能和安全。例如，ADAS 系统必须始终正确响应，以避免危险的驾驶情况，即使光 Flicker 不一致。行业工程师了解 Flicker 的重要性，但发现在测试实验室中可靠地测试不同的 Flicker 情况很困难。因此，Image Engineering 的工程师开发了各种硬件和软件解决方案，可以在测试实验室环境中准确重现光 Flicker，然后评估 Camera 对 Flicker 条件的响应。Flicker 测试方法 Flicker 已被证明是在测试实验室环境中重现更具挑战性的 Camera 系统 KPI 之一。由于测试设备不足，短 exposure times 的 Cameras 经常遇到稳定性问题。在 IE，我们设计了各种 Illumination 设备，可以准确模拟 Flicker 场景，以获得更可靠的测试结果。请记住，合适的设备必须允许您控制光源的强度、频率、duty cycle 和 phase。一旦您拥有可靠的测试设备，下一步就是正确设置您的测试场景。测试反射 Flicker 时，我们建议将光源设置在 DUT FOV 之外。对于 Illuminant Flicker，光源应在 DUT 的直接 FOV 内。测试 Flicker 的工具 Vega - DC 供电光源 Vega 光源是用于精确测量汽车级 Cameras 中常见的极短 exposure times 的强大解决方案。Vega 使用由 DC (direct current) 技术驱动的 thermally stabilized LEDs，这使其成为我们最复杂和独特的光源之一。Vega 具有极高的稳定性，为测量这些具有非常短 exposure times 的 Cameras 提供了前所未有的 consistent。我们主动稳定温度，使 DC 驱动器不影响温度调节，并且我们可以在半度范围内实现温度稳定性。温度系统双向工作（即加热和冷却），即使在打开/关闭光输出或改变强度时也能保持 consistent。Vega 从广泛的频率范围生成 Flicker。我们进一步开发了低频功能，包括正弦波、三角波和方波，涵盖了几乎所有真实世界场景。Vega 利用独特设计的 grayscale Test Charts，针对具有非常短 exposure times 的系统评估进行了优化。图 2：Vega 光源和 Test Charts。图 3：用于灵活 Flicker 测试的 Versatile Light System (VLS) 使用 LG3 测试 Flicker LG3 illumination box 是市场上第一款具有 Flicker 功能的 lightbox。基于 LED 技术，LG3 极大地扩展了动态范围测量测试区域，能够以超过 150,000 lx 的亮度照亮高对比度 Test Target。它与透明 Test Charts（如 TE269 Test Chart）一起使用。TE269 Test Chart 不仅遵循 ISO 14524 和 ISO 15739，还遵循 IEC 62676-5，这是关于安防 Cameras 测量方法和描述的第一个国际标准。该 Chart 适用于 1,000,000:1 / 120 dB 的高动态范围测量。Flicker 模式范围从 10 到 500 Hz，并具有可变 duty cycle，可以模拟不同的 Flicker 频率，例如交通和路灯。还有一个 32 kHz/128 kHz 模式和可变 duty cycle。图 4：LG3 和 TE269 grayscale Test Chart。结论 Flicker 已被证明是在测试实验室环境中重现更具挑战性的 Camera 系统 KPI 之一。由于测试设备不足，短 exposure times 的 Cameras 经常遇到稳定性问题。在 IE，我们设计了各种 Illumination 设备，可以准确模拟 Flicker 场景，以获得更可靠的测试结果。请记住，合适的设备必须允许您控制光源的强度、频率、duty cycle 和 phase；我们推荐 Vega 和 VLS。一旦您拥有可靠的测试设备，下一步就是正确设置您的测试场景。测试反射 Flicker 时，我们建议将光源设置在 DUT FOV 之外。对于 Illuminant Flicker，光源应在 DUT 的直接 FOV 内。
简介
光 Flicker 被定义为光源亮度或强度周期性变化。这种变化可以是故意的，例如应急车辆的闪光灯，也可以是无意的，例如数字路牌的光波动。由于其变化性质，Flicker 在测试环境中难以量化。然而，随着特定行业（如 ADAS、其他汽车系统和安防）中 Cameras 和 sensors 的持续进步，在实验室环境中重现和测试 Flicker 至关重要。
图 1：汽车 Camera 系统经常遇到闪烁光源。
Modulate Mitigation Probability (MMP)
在传统 Camera 测试中，Camera 系统通常不会测试闪烁光性能。其他 Cameras，例如汽车系统，必须在任何 Illumination 场景中表现出最高水平，以确保符合安全标准。
IEEE-P2020* 工作组发布了第一个国际认可的 ADAS 系统 Image 质量性能标准。该工作组由来自各个领域的行业专家组成。我们许多专门的汽车 Camera 测试工程师都是活跃成员。该标准中的一个 KPI 是 modulation mitigation probability (MMP)。MMP 是该标准中测试 Camera 系统对闪烁光响应的主要 KPI。
*免责声明：IEEE-P2020 工作组中包含的意见仅代表该工作组的观点，不一定代表 IEEE 或 IEEE Standards Association 的立场。
Flicker 如何发生？
Flicker 通常发生在使用 PWM 技术控制光强度的 LED 光源中。Flicker 是击中 Camera Sensor 的光的 temporal light modulation (TLM)。由于该 Sensor 对光强度进行离散采样 (exposure time)，光快速开启和关闭以及捕获过程的结合可能导致不必要的 artifacts。
图像或 Video 中由于闪烁光源而产生的可见 artifacts 数量取决于光源中使用的 PWM 的频率和 duty cycle，以及光源与 Camera 捕获速率之间的 phase shift。
在汽车行业中，闪烁光分为两类：反射 Flicker 和 Illuminant Flicker。
反射 Flicker
反射 Flicker 是指照亮场景但不在 Camera FOV 内的闪烁光源（例如，停车场中的 Illumination）。我们使用 flicker modulation index (FMI) 评估反射 Flicker。
xmax= Image Sensor 在整个捕获的 Video 序列中捕获的 PWM 光源的最大信号测量值
xmin= Image Sensor 在整个捕获的 Video 序列中捕获的 PWM 光源的最小信号测量值
Illuminant Flicker
Illuminant Flicker 是指照亮 Camera FOV 内场景的闪烁光源（例如，迎面驶来的车辆的前灯）。我们使用与上述相同的 FMI 公式评估 Illuminant Flicker。然而，Illuminant Flicker 通常会在场景中导致各种 HDR artifacts 发生。因此，我们使用 flicker detection index (FDI) 来评估捕获图像在给定 Camera、duty cycle 等条件下，LED 光与光参考水平之间具有足够对比度的可能性。
Prob= empirical probability / xmeas= measured flickering signal level / xref-off= reference background ("off") light level / τ= flicker contrast threshold
尽管 FDI 公式是 flicker detection 的良好指标，但如果系统必须重现光源信号水平（汽车级 Cameras 通常需要），则其精度不高。因此，我们利用在 IEEE-P2020 工作组指导下开发的 modulation mitigation probability 公式。该公式将提供捕获图像与参考光源相比准确重现光源信号水平的可能性。
Prob= empirical probability / xmeas= measured flickering signal level / xref-off= reference expected light level / δ= acceptable threshold level
测试 Flicker 的重要性
光 Flicker 几乎会影响所有依赖 Cameras 和 sensors 的行业，但在汽车和安防领域最为明显。Flicker 在这些行业中很常见，因为周围环境不断变化，产生各种 Illumination 场景。这些行业中的 Camera 和 Sensor 系统需要减轻光源的 modulation (flicker)，以适应不断变化的环境并确保高性能和安全。例如，ADAS 系统必须始终正确响应，以避免危险的驾驶情况，即使光 Flicker 不一致。
行业工程师了解 Flicker 的重要性，但发现在测试实验室中可靠地测试不同的 Flicker 情况很困难。因此，Image Engineering 的工程师开发了各种硬件和软件解决方案，可以在测试实验室环境中准确重现光 Flicker，然后评估 Camera 对 Flicker 条件的响应。
Flicker 测试方法
Flicker 已被证明是在测试实验室环境中重现更具挑战性的 Camera 系统 KPI 之一。由于测试设备不足，短 exposure times 的 Cameras 经常遇到稳定性问题。在 IE，我们设计了各种 Illumination 设备，可以准确模拟 Flicker 场景，以获得更可靠的测试结果。请记住，合适的设备必须允许您控制光源的强度、频率、duty cycle 和 phase。
一旦您拥有可靠的测试设备，下一步就是正确设置您的测试场景。测试反射 Flicker 时，我们建议将光源设置在 DUT FOV 之外。对于 Illuminant Flicker，光源应在 DUT 的直接 FOV 内。
测试 Flicker 的工具
Vega - DC 供电光源
Vega 光源是用于精确测量汽车级 Cameras 中常见的极短 exposure times 的强大解决方案。Vega 使用由 DC (direct current) 技术驱动的 thermally stabilized LEDs，这使其成为我们最复杂和独特的光源之一。
Vega 具有极高的稳定性，为测量这些具有非常短 exposure times 的 Cameras 提供了前所未有的 consistent。我们主动稳定温度，使 DC 驱动器不影响温度调节，并且我们可以在半度范围内实现温度稳定性。温度系统双向工作（即加热和冷却），即使在打开/关闭光输出或改变强度时也能保持 consistent。
Vega 从广泛的频率范围生成 Flicker。我们进一步开发了低频功能，包括正弦波、三角波和方波，涵盖了几乎所有真实世界场景。Vega 利用独特设计的 grayscale Test Charts，针对具有非常短 exposure times 的系统评估进行了优化。
图 2：Vega 光源和 Test Charts。
图 3：用于灵活 Flicker 测试的 Versatile Light System (VLS)
使用 LG3 测试 Flicker
LG3 illumination box 是市场上第一款具有 Flicker 功能的 lightbox。基于 LED 技术，LG3 极大地扩展了动态范围测量测试区域，能够以超过 150,000 lx 的亮度照亮高对比度 Test Target。它与透明 Test Charts（如 TE269 Test Chart）一起使用。
TE269 Test Chart 不仅遵循 ISO 14524 和 ISO 15739，还遵循 IEC 62676-5，这是关于安防 Cameras 测量方法和描述的第一个国际标准。该 Chart 适用于 1,000,000:1 / 120 dB 的高动态范围测量。
Flicker 模式范围从 10 到 500 Hz，并具有可变 duty cycle，可以模拟不同的 Flicker 频率，例如交通和路灯。还有一个 32 kHz/128 kHz 模式和可变 duty cycle。
图 4：LG3 和 TE269 grayscale Test Chart。
结论
Flicker 已被证明是在测试实验室环境中重现更具挑战性的 Camera 系统 KPIs 之一。由于测试设备不足，短 exposure times 的 Cameras 经常遇到稳定性问题。在 IE，我们设计了各种 Illumination 设备，可以准确模拟 Flicker 场景，以获得更可靠的测试结果。请记住，合适的设备必须允许您控制光源的强度、频率、duty cycle 和 phase；我们推荐 Vega 和 VLS。
一旦您拥有可靠的测试设备，下一步就是正确设置您的测试场景。测试反射 Flicker 时，我们建议将光源设置在 DUT FOV 之外。对于 Illuminant Flicker，光源应在 DUT 的直接 FOV 内。