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且行且思考-原创 图像处理那些事曝光篇
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? |
其他 | 自动曝光的基础是人工曝光。 |
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