通过插图对比不同光照条件下车内监控画质,并附有显示 OMS 和 DMS 摄像头覆盖范围的汽车示意图

车内监控
近红外(NIR)与RGB-IR图像质量

针对驾驶员和乘员安全对相机进行独立特性分析,涵盖从黑暗环境中的近红外传感到日光下的RGB-IR组合成像,测试范围遍及整个可见光至NIR波段

概述

车内监控系统的图像质量测试与解决方案 | 随着汽车行业向全自动驾驶迈进,车内监控系统(通常称为驾驶员和乘员监控系统,DMS/OMS)已成为一个关键的关注领域。 这些系统通过摄像头和传感器监测车内环境以及驾驶员对驾驶环境的反应,从而提升安全性和舒适性。通过追踪驾驶员的警觉状态,它们有助于减少人为失误导致的事故,例如在检测到驾驶员困倦时自动减速。 这项技术的重要性体现在欧盟《通用安全法规》(GSR)中,该法规规定从2024年起,所有新车必须配备DMS。随着这些系统成为道路安全不可或缺的一部分,制造商需要在整个开发过程中采用可靠的校准和特性分析解决方案,以确保最高的图像质量和安全性能。 车内系统通过采集Video和图像来评估乘员行为和面部特征。 它们主要依赖于带主动 Illumination 的 NIR 传感器(例如 LED 或 VCSEL,波长通常约为 850 nm 或 940 nm),可在极低光照条件下确保检测精度,且不会因可见光源而分散乘员注意力。 采集的数据被输入到嵌入式机器视觉软件中,用于执行诸如检测困倦、视线、手部位置、安全带使用情况、儿童安全座椅以及乘员姿势等任务,从而优化安全气囊的展开。当车辆进行自动驾驶时,这些系统还可以支持视频通话或自拍等人眼视觉应用。 如今,越来越多的单芯片传感器将RGB和红外功能集成于一体,这种优雅的解决方案带来了新的特性表征挑战,使得在真实条件下进行全面测试比以往任何时候都更为重要。

随着汽车行业向全自动驾驶迈进,车内监测系统(通常称为驾驶员和乘员监测系统,DMS/OMS)已成为关键的关注领域。 这些系统利用摄像头和传感器监测车内环境以及驾驶员对驾驶环境的反应,从而同时提升安全性和舒适性。通过追踪驾驶员的警觉状态,它们有助于减少人为失误导致的事故,例如在检测到驾驶员困倦时自动减速。

这项技术的重要性体现在欧盟《通用安全法规》(GSR)中,该法规规定从2024年起,所有新车都必须配备DMS。随着这些系统成为道路安全不可或缺的一部分,制造商在整个开发过程中需要可靠的校准和特性分析解决方案,以确保最高的图像质量和安全性能。

车内系统通过采集Video和图像来评估乘员行为和面部特征。 这些系统主要依赖于带主动 Illumination 的 NIR(近红外)传感器(例如 LED 或 VCSEL,波长通常约为 850 nm 或 940 nm),可在极低光照条件下确保检测精度,且不会使用会分散乘员注意力的可见光源。 采集的数据被输入到嵌入式机器视觉软件中,用于执行诸如检测困倦、视线、手部位置、安全带使用情况、儿童安全座椅以及乘员姿势(以优化安全气囊的展开)等任务。

当车辆处于自动驾驶状态时,这些系统还能支持视频通话或自拍等人眼视觉应用。如今,越来越多的单芯片传感器将RGB和红外功能集成于一体,这种优雅的解决方案带来了新的特性表征挑战,使得在真实条件下进行全面测试比以往任何时候都更为重要。

为何RGB-IR难以做到尽善尽美

RGB-IR 传感器

一个传感器,两种用途

RGB-IR传感器在同一色滤光片阵列中,将专用红外像素与红、绿、蓝像素并排布置,使一台相机既能在白天提供清晰的彩色图像,又能夜间提供可用的红外图像。 这种便利性伴随着真实的图像质量风险:红外线泄漏到可见光通道、色彩污染,以及只有在特定测试条件下才会显现的去马赛克伪影。

要验证单台设备能否在整个可见光至NIR波段范围内,以及在摄像头设计覆盖的每个人员位置均能正常工作,就需要采用与应用本身覆盖光谱范围一致的测量方法和测试设备。这正是我们iQ-Lab实验室的设立初衷。

RGB-IR 测试服务

让 iQ-Lab 为您进行系统特性分析

我们的 iQ-Lab 可针对车载及 RGB-IR 相机,在从可见光到 NIR(近红外)的完整波段范围内,提供独立且符合标准的特性分析,从而让您的团队无需自行搭建和维护具备 NIR(近红外)测试能力的测试系统,即可获得可靠且可重复的图像质量数据。

一份报告,双通道数据——通过单一测量程序,并排呈现传感器在 RGB 和红外波段的性能表现。

贴近实际应用的测试条件——混合光源、高对比度场景以及与您的实际应用场景相匹配的NIR Illumination。

可直接用于开发的测试结果——客观的关键绩效指标(KPI)和文档,您的工程团队CAN立即据此采取行动。

车内测试中我们测量的内容

iQ-Lab 可靠的车内及 RGB-IR 相机特性分析背后的测量范围

Resolution(SFR)

空间频率响应的测量在车辆乘员的实际位置进行,遵循 ISO 12233 和 IEEE Std 2020 标准。该系统不仅需在轴向上,还需在摄像头预期监控的每个座位上,清晰呈现面部和眼睛的精细细节。

Distortion与几何校准

车内光学系统典型的超广角视野会引入显著的 Distortion,必须对其进行表征和校正。我们根据 ISO 17850 标准以及我们自有的 GEOCAL 方法,测量 Distortion 并进行几何校准。

动态范围、OECF 和信噪比

车内环境通常同时存在深暗部与极端高光——例如,低角度的阳光从乘员身后射入。我们通过表征光电转换函数和信噪比(ISO 14524 / ISO 15739),来验证这些高对比度场景所要求的动态范围。

Color accuracy

在混合光照环境下,或者在阳光中含有可能污染可见光通道的强红外成分的情况下,色彩保真度对于RGB-IR传感器尤为关键。我们针对相关光源评估Color accuracy,以确保白天拍摄的彩色图像清晰纯净。

与车内成像相关的国际标准

IEEE-2020:2024

IEEE《汽车系统图像质量标准》定义了汽车摄像头的图像质量因素及测量方法,其中包括针对车内应用中NIR成像的专项指导。《Image Engineering》是IEEE-2020工作组的活跃成员。

ISO 12233

摄影、电子静态图像、Resolution与空间频率响应。定义了测量电子静态图像相机Resolution和空间频率响应(SFR)的方法,这是我们在乘员位置进行Resolution测量的基础。

ISO 14524 / ISO 15739

ISO 14524 定义了 OECF 测量方法,这是色调响应、动态范围和对比度的基础;而 ISO 15739 则涵盖了不同光照水平下的噪点和信噪比,二者共同描述了相机如何呈现高对比度的车内场景。

更倾向于在内部进行测试吗?

您已经拥有相机测试实验室了吗?我们的 VIS-IR 产品线覆盖相同的可见光至 NIR 波段,因此您可以自行进行这些测量。

Flatlight VIS-IR

一种反射式 Test Chart 解决方案,覆盖从 380 到 1050 nm 的整个可见光至 NIR 光谱范围,因此可在真实、可重复的条件下,通过单一测试设置对 RGB 和红外摄像机的响应特性进行表征。

LE7 VIS-IR

一款覆盖相同 380–1050 nm 波长范围的透射式测试图解决方案。背光工作模式使其非常适合模拟各种场景、Illumination类型以及车内照明典型的宽动态范围。

Vega IR

现已推出专用的 940nm 红外版本,我们这款高稳定性直流 LED 光源将 Vega 无 Flicker、可精细调节的 Illumination 功能扩展至 NIR 波段,非常适合在真实的 NIR 条件下,对车内摄像头进行稳定的高强度和调制光测量。

分析软件

通过单次拍摄,对空间分辨率(SFR)、Distortion、OECF、信噪比(SNR)及Color accuracy进行自动化、客观的评估,将测试图表图像转化为RGB和红外(IR)通道均可重复测量的关键绩效指标(KPI)。

准备好实现您的愿景了吗?

需要帮助吗?

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