Wie sich Bilder und Videos optimal im Bordnetz übertragen lassen

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Metrofunk Kabel-Union GmbH

Texas Instruments Deutschland GmbH

Die Videoqualität hängt von vielen Faktoren ab

Schlechte Lichtverhältnisse und ungünstige Wetterbedingungen sind für kamerabasierte ADAS-Lösungen besonders problematisch, selbst wenn Bildsensoren mit HDR-Technik (High Dynamic Range) zum Einsatz kommen. Die im Kameramodul entstehende Wärme sorgt durch stärkeres thermisches Rauschen und andere Artefakte für eine weitere Beeinträchtigung der Bildqualität bei schwacher Beleuchtung. Es wird dann für die Machine-Vision-Algorithmen (ebenso wie für den Menschen) immer schwieriger, Objekte im Vordergrund vom Hintergrund zu unterscheiden.

Bei Kameras, die bei Geschwindigkeiten von 40 bis 50 km/h oder mehr aktiviert werden, kann sich die Wärme im Kameramodul stauen. Die Entwärmung erweist sich in Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen möglicherweise problematisch, speziell wenn das Modulgehäuse und/oder die Befestigungsteile aus kosteneffektiven Kunststoffen bestehen. Durch Videokompression kann sich die im Kameramodul anfallende Verlustleistung ebenfalls deutlich erhöhen, sodass die Temperaturen im Innern von Ethernet-Kameramodulen auf 60 °C oder mehr ansteigen können.

Thermisches Rauschen nimmt mit der Temperatur zu

In Bild 6 ist das Bild einer HDR-Kamera bei schlechten Lichtverhältnissen und unterschiedlichen Temperaturen dargestellt. Man erkennt deutlich, wie sich mit zunehmender Temperatur ein immer stärkeres thermisches Rauschen einstellt. Der größer werdende Dunkelstrom kann außerdem selbst solche Bildeinstellungs-Algorithmen überfordern, die den Schwarz- und Weißpegel und die Ausgewogenheit der Farbkanäle kompensieren. Wie die Beispielbilder zeigen, wird es durch das thermische Rauschen immer schwieriger, die verschiedenen Farbabstufungen und die Bereiche der Grauskala zu unterscheiden.

Wird das durch thermisches Rauschen beeinträchtige Signal zusätzlich komprimiert, bewirkt dies ein noch stärkeres Rauschen, sodass die bei schlechten Lichtverhältnissen aufgenommenen Bilder von ADAS-Algorithmen praktisch nicht mehr verwendet werden können. Im Gegensatz dazu entwickeln SerDes-Lösungen weniger Wärme und kommen ohne Kompression des Video-Streams aus. Sie liefern damit sowohl unter normalen Bedingungen als auch bei schlechter Beleuchtung und ungünstigen Wetterverhältnissen stets die bestmögliche Videoqualität.

Ethernet im Bordnetz ist zwar gut, aber SerDes ist oft besser

Ethernet ist zweifellos eine höchst vielversprechende Technik für Kfz-Bordnetzwerke. Wenn es allerdings um Infotainment-Displays und kamerabasierte ADAS-Applikationen geht, erweisen sich SerDes-Lösungen wie der Chipsatz DS90UB913A/914A als leistungsfähiger, verbunden mit niedrigeren Systemkosten, weniger Platzbedarf und geringerer Leistungsaufnahme.

Nach Unterlagen von Texas Instruments

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