camera图像处理原理分析

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1、Camera图像处理原理分析2011-06-1320:03:41分类:做为拍照手机的核心模块之一，camerasensor效果的调粮，涉及到众多的参数，如果对基本的光学原理及sensor软/硬件对阁像处理的原理能奋深入的理解和把握的话，对我们的工作将会起到水半功倍的效果。否则，缺乏了理论的指导，只能是凭感觉和经验去碰，往往无法准确的把握问题的关键，不能掌握sensor调试的核心技术，无法根本的解决问题。所以，这里笔考结合A己出丁•对掇影的爱好所学＞』的一些阁像处理相关的原理，试阁通过分析一些与Sensor

2、图像处理相关的因素，和大家分享一下自己的一些理解，共同探讨，共同学习进步。2色彩感应及校正2.1原理人眼对色彩的识别，是基于人眼对光线存在三种不同的感应单元，不同的感应单元对不同波段的光旮不同的响应曲线的原理，通过人脑的介成得到色彩的感知。一般来说，我们可以通俗的川RGB三基色的概念来理解颜色的分解和合成。理论上，如果人眼和sensor对光谱的色光的响应，在光谱上的体现如下的话，基本上对三色光的响应，相互之间不会发生影响，没有所i0的交叉效应。300400500600700800wavelength(nm

3、)但是，实际怙况并没有如此现想，下图农示丫人眼的三色感应系统对光谱的响应情况。nJ见RGB的响渔并不是完全独立的。100BlueGreenRedConesRodsConesGones

4、，AKGB各分fi上与人眼对光谱的响应通常足有偏差的，当然就需要对其进行校正。不光是在交叉效应上，同样对色彩各分量的响应强度也需要校正。通常的做法是通过一个色彩校正矩阵对颜色进行一次校正。该色彩校正的运兑通常是山sensor模块粜成或后端的ISP完成，软件通过修改相关寄存器得到正确的校正结果。值得注意的一点是，由于RGB->YUV的转换也是通过一个3*3的变换矩阵來实现的，所以冇时候这W个矩阵在ISP处理的过程中会介并在一起，通过一次矩阵运算操作完成色彩的校正和颜色空间的转换。3颜色空间3.1分类实际上颜

5、色的描述是非常复杂的，比如RGB三基色加光系统就不能涵盖所有可能的颜色，出于齐种色彩表达，以及色彩变换和软硬件应川的需求，存在各种各样的颜色模型及色彩空间的表达方式。这些颜色模型，根据不同的划分标准，可以按不同的原则划分为不同的类别。对于sensor来说，我们经常接触到的色彩空间的概念，主耍是KGB，YUV这W种(实际上，这两种体系包含了许多种不同的颜色表达方式和模型,如sRGB,AdobeRGB,YUV422,YUV420…)，RGB如前所述就是按三基色加光系统的原理来描述颜色，而YUV则是按照亮度，色

6、差的原理來描述颜色。3.1.1RGB<->YUV的转换不比其它颜色空间的转换有一个标准的转换公式，因为YUV在很大程度上是与硬件相关的，所以RGB与YUV的转换公式通常会多个版本，略脊不同。常见的公式如下：Y=0.30R+0.59G+0.11BU=0.493(B-Y)=-0.15R-0.29G+0.44BV=0.877(R-Y)=0.62R-0.52G-0.10B但是这样获得的YUV值存在着负ffl以及取值范闱上卜*限之差不为255等等闷题，不利于计兑机处理，所以根据不同的理解和需求，通常在软件处理屮会用

7、到各种不同的变形的公式，这里就不列举了。体现在Sensor上，我们也会发现有些Sensor可以设置YUV的输出取值范围。原因就在于此。从公式屮，我们关键嬰理解的一点是，UV信兮实际上就是蓝色差信兮和红色差信兮，进而言之，实际上一定程度上间接的代表了蓝色和红色的强度，理解这一点对干我们理解各种颜色变换处理的过程会有很大的帮助。1.1白平衡1.1.1色温色温的定义：将黑体从绝对零度开始加温，温度每升髙一度称为1开氏度（用字母K來表示），当温度升高到一定程度时候，黑体便辐射出可见光，光谱成份以及给人的感觉也会着

8、温度的不断升髙发生相应的变化。于是，就把黑体辐射一定色光的温度定为发射相同色光光源的色温。1800K4000K5500K8000K12000K16000K常见光源色温：光源钨丝灯（门炽灯）碳棒灯荧光灯（日光灯，氙灯炭精灯曰光平均有云天气下的曰光阴天□光色温（K）2500-3200k4000-5500k节能灯）4500-6500k5600k5500〜6500k5400k6500-7000k12000-18000k随着色温的升髙，