关键词 Think in ISP isp pipeline 一图一世界之 Image Signal Processing (ISP)系列 那些流水线 文字篇
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问题篇
曝光篇
背景:cmos sensor
概念
数码相机中,曝光(Exposure)是图像传感器进行感光的过程。
在曝光过程中,CCD/CMOS收集光子并转换成电荷;曝光结束后,CCD/CMOS
通过一定的方式将电荷移出。
曝光对照片质量的影响很大,如果曝光过度,则照片过亮,失去图像细节;
如果曝光不足,则照片过暗,同样会失去图像细节。
控制曝光就是控制总的光通量,也就是曝光过程中到达CCD/CMOS表面的光子的总和。
影响曝光的因素有三个:【1】
光圈。光圈控制光线进入的通路的大小,光圈越大,则单位时间的光通量越大,
光圈越小,则单位时间的光通量越小。
曝光时间。也就是快门速度。在数码相机中,可以采用电子快门,
也可以采用传统的机械快门。快门速度和光圈大小是互补的,比如,为了加更多的光可以进来。
增益。经过双采样之后的模拟信号的放大增益。
由于在对图像信号进行放大的过程中同时也会放大噪声信号,
因此通常把放大器增益设为最小,
在光圈和快门速度达到极限的情况下再考虑调整增益在数码相机中,这些影响曝光的因素并非都是可变的,比如,很多数码相机均会采用固定光圈。
Ps1:来源:复旦大学博士论文一数码相机处理器设计及系统集成研究
如上,附一张图,说明曝光的影响
自动曝光调整原理
当光线增强时,exposure gain调整过程。
减少gain;直到gain最小,如果仍然太亮,然后减少曝光;
当光线减弱时,exposure gain调整过程。
增加exposure;直到exposure最大时,如果任然不够亮,那么增加gain;
以上为简易版本,有更详细量化的版本,后续将奉上。
深入
曝光算法的优化
调整目标
(基础)画面接受光亮度处于平均值
画面光的亮度分布满足亮度直方图
exposure调整的步长
Banding 的产生(接受光的能量不守恒)
最大exposure与banding
加减调整步长与除法一步到位的比较(待解释)
各自边界值的影响
Max exposure ,min gain
Max gain, min exposure.
其他
cis的感光特性与exposure
阈值的影响待解释(:窄threshlod进,宽threshold出)
对图像效果的影响gain值与噪声(SNR)
调整步长:固定与变化
imatest中如何量度曝光的?
自动曝光的基础是人工曝光。
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