車用sensor的SNR是一條非單調(diào)的曲線，汽車應(yīng)用環(huán)境會(huì)讓問題變得更復(fù)雜。sensor是一個(gè)模擬器件，在ADC之前，信號(hào)和噪聲數(shù)據(jù)是以電荷的形式存儲(chǔ)的，sensor的暗電流也會(huì)累積電荷，其產(chǎn)生速度大致上與曝光時(shí)長成正比，與溫度呈指數(shù)關(guān)系。所以我們還必須考慮溫度，曝光時(shí)長以及模擬增益對(duì)暗態(tài)噪聲的影響。SNR同時(shí)是溫度，曝光時(shí)間和模擬增益的函數(shù)，它的曲線已經(jīng)變成多維的曲線簇了。

以溫度影響為例，圖5是SNR=10時(shí)需要的Exposure值隨sensor內(nèi)部溫度升高的變化趨勢，我們可以看到，不同sensor對(duì)溫漂的敏感度是不一樣的，這兩個(gè)sensor的SNR曝光值在60°C時(shí)發(fā)生交叉，意味著在室溫25℃和高溫80℃分別評(píng)估時(shí)，得出的SNR結(jié)論截然相反。

圖5 晶圓內(nèi)部溫度影響

按照車用攝像頭有效使用生命周期的溫度分布，超過88%的生命周期內(nèi)，sensor內(nèi)部的節(jié)溫超過40℃，超過80%時(shí)間內(nèi)節(jié)溫超過60℃，超過65%時(shí)間內(nèi)節(jié)溫超過80℃。

溫漂影響會(huì)導(dǎo)致SNR曲線發(fā)生進(jìn)一步變化。如圖6紅色虛線示意，當(dāng)溫度升高后，SNR曲線在低照區(qū)域和高亮局部區(qū)域會(huì)繼續(xù)下跌。圖片

圖6 溫度對(duì)HDR SNR影響

目前業(yè)內(nèi)對(duì)車用圖像傳感器SNR的評(píng)估，常采用歐洲機(jī)器視覺協(xié)會(huì)的EMVA1288標(biāo)準(zhǔn)來測試。EMVA1288標(biāo)準(zhǔn)中的信噪比SNR，是基于傳統(tǒng)單調(diào)的線性sensor模型來定義的，對(duì)于車用寬動(dòng)態(tài)圖像傳感器 SNR特性的描述并不完善。電氣與電子工程師協(xié)會(huì)IEEE正在為汽車影像定義新的質(zhì)量測試標(biāo)準(zhǔn)P2020，作為工作組成員之一，安森美公司承擔(dān)了IEEE P2020標(biāo)準(zhǔn)中圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)的起草工作，其中就包括了SNR參數(shù)。

最后總結(jié)一下，車用CMOS圖像傳感器的信噪比SNR是一個(gè)關(guān)鍵的圖像質(zhì)量指標(biāo)，它具有非單調(diào)特性，受到汽車應(yīng)用環(huán)境的多因素影響，對(duì)SNR的評(píng)估是一個(gè)多維的綜合評(píng)判工作，客觀全面的SNR評(píng)價(jià)才能真實(shí)描述sensor的性能，正確指導(dǎo)車用成像產(chǎn)品的開發(fā)工作。