ISP PIPELINE 概述
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前言
进公司,做项目过程中肯定会碰到很多技术点,总结一下,以供后面参考学习,查看。肯定大家都有一定差异啦,大家作为参考哦,与诸君共勉。
一、色光三原色
1.色光三原色是指红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种颜色,它们是光的加色模式(RGB)的基础。这三种颜色的光以不同的比例相加,可以产生几乎所有可见光的颜色
- 色光三原色的原理
- 加色模式:色光三原色属于加色模式,意味着通过增加不同颜色的光的强度,可以产生新的颜色。当三种颜色光都以最大强度混合时,会产生白光
- 视觉感知:人眼对红、绿、蓝三种颜色最为敏感,眼睛中的视锥细胞分别对这三种颜色的光有反应,这三种颜色的光可以合成几乎所有其他颜色
- 颜料三原色:在印刷和绘画中,使用的是减色模式,其三原色为青(Cyan)、品红(Magenta)和黄(Yellow),与色光三原色不同线性纠正:将光照强度与亮度之间的非线性关系转化为线性关系。
- 色光三原色与BAYER阵列之间的联系在于,BAYER阵列利用了人眼对红、绿、蓝三种颜色光的敏感性,通过在传感器上排列红、绿、蓝三种颜色的滤镜,来捕捉图像的颜色信息。由于人眼对绿色的敏感度最高,因此在BAYER阵列中,绿色滤镜的数量是红色和蓝色滤镜的两倍,这样可以更有效地捕捉人眼敏感的颜色信息,提高图像质量
2.Bayer格式:Bayer格式是一种用于图像传感器上的颜色滤波阵列(CFA)的设计。在Bayer格式中,每个像素仅捕获一个颜色通道的信息,通常是红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)。由于人眼对绿色最敏感,Bayer CFA中G分量是R和B的两倍。
- BAYER阵列:BAYER阵列是一种用于图像传感器的技术,由柯达公司的工程师Bryce Bayer在1974年提出。它通过在图像传感器前面设置一层彩色滤光片阵列(Color Filter Array,CFA),使得每个像素上只放置单一颜色的滤镜,从而实现彩色图像的捕捉。
- 工作原理:BAYER阵列模拟人眼对色彩的敏感程度,采用1红2绿1蓝的彩色滤光片阵列对光线进行过滤。这样,每个通道能得到一个部分值空缺的图片,然后通过各种插值手段填充空缺的值,进而得到彩色图像。
- 优势:相比每个像素都使用三种颜色滤镜的方法,BAYER阵列大大减少了成本和制造难度,因为它不需要对每个像素都精确对齐三种颜色的滤镜。
- 色彩重建:通过BAYER阵列捕捉到的图像数据,实际上是一个部分颜色信息的图像,需要通过算法(如插值算法)来重建完整的彩色图像。这个过程就是将BAYER阵列中的单色信息转换为RGB三原色信息,进而生成我们所看到的彩色图像。
3.ISP Pipeline详细流程。ISP pipeline一般包括以下步骤:
- 3.1 整体流程:光信号打到物体上,产生反射光,反射经过lens,lens经过sensor【光信号转换为电信号,sensor自带AD,再从模拟到数字信号】.然后电信号过来到主控芯片ISP/DSP【ISP/DSP一般处理电信号】,这里面运行着ISP PIPELINE中的各种算法,然后output RGB数据。
- cmos管上方覆盖了滤光片filtter
- 光—–》通过光电转换,为电——–》通过A/D转换,为数字
- 3.2 ISP PIPELINE中的各种算法:raw/rayer格式图片,进来按照如下顺序进行处理【https://blog.csdn.net/wtzhu_13/article/details/118255864】,顺序不一定,可以微调
- DPC:Defect Pixel Correction,坏点检测
- 坏点检测,
- 上电去坏点、
- 坏点检测,
- BLC(Black Level Compensation):黑电平补偿,用于消除图像的固定模式噪声。
- 黑的不黑了。
- 把采集到的光,转换为数字,没有光的时候CMOS也会输出信号,所以要去掉这部分
- Denoise:
- 降噪,把噪点降低,
- Lens Shading Correction:镜头阴影矫正,校正由于镜头特性引起的图像亮度不均。
- 镜头主要有luma亮度 、color。
- 镜头光强,边缘光弱
- BPC(Bad Pixel Correction):去坏点,修复图像传感器上的坏点。
- CIP(Demosaic):去马赛克插值,将Bayer格式的数据转换为完整的RGB图像。
- DNS(Denoising):去噪,减少图像中的随机噪声。
- AWB(Auto White Balance):自动白平衡,调整图像的色温,使白色看起来为白色。
- WB(White Balance):白平衡,调整图像的颜色分布,使其达到最佳的亮度和对比度。
- Color Balance:颜色平衡,调整图像的颜色分布,使其达到最佳的亮度和对比度。
- Demosiac:去马赛克,通过RGGB,完成bayer到RGGB的转换
- CCM:颜色向真实的颜色做一个映射
- Color Correction:颜色矫正,调整颜色以匹配特定的色彩空间。
- Gamma Correction:伽马矫正,调整图像的亮度曲线以匹配人眼的感知。
- EE:边缘增强
- CSM
- YUV:呈现给可以给人眼看的图像
- Color Space Conversion:色彩空间转换,如从RGB转换到YUV,以适应不同的显示设备。
- DPC:Defect Pixel Correction,坏点检测
4.颜色处理算法
- 颜色混合:通过加权平均不同颜色的RGB值来生成新的颜色
- 颜色转换:将RGB颜色转换为其他颜色空间,如灰度、HSV等
- 颜色调整:包括亮度、对比度、饱和度等参数的修改
巨人的肩膀
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