Camera 硬件原理 ISP 3A算法

概念：捕捉影像的电子器件；组成：镜头（Lens）、马达、传感器（Sensor）、软板（FPC）、图像处理芯片（DSP）

工作原理：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器（SENSOR）表面，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变成数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过数据总线传输到手机中的SystemLSI进行处理，最后通过LCD就可以看到图像了。

这里马达的作用用于聚焦。

ISP:

ISP是Image Signal Processor 的简称，也就是图像信号处理器。

ISP 处理流程：

Bayer、黑电平补偿 （black level compensation）、镜头矫正（lens shading correction）、坏像素矫正（bad pixel correction）、颜色插值 （demosaic）、Bayer 噪声去除、 白平衡（AWB） 矫正、 色彩矫正（color correction）、gamma 矫正、色彩空间转换（RGB 转换为 YUV）、在YUV 色彩空间上彩噪去除与边缘加强、色彩与对比度加强，中间还要进行自动曝光控制等， 然后输出 YUV（或者RGB） 格式的数据， 再通过 I/O 接口传输到 CPU 中处理。

3A算法

AWB自动白平衡：

一般的算法通过调节白平衡增益, 使拍摄画面的颜色接近物体真实的颜色, 增益调节的根据是环境光源的色温.。

灰度世界假设算法 ：

对于一幅含有大量色彩的图片, 其颜色分量的均值，趋向于同一灰度K, 基于该假设的算法在图像色彩分布均匀时, 效果理想; 分布不均时, 效果失常.。

AE自动曝光：

自动曝光的是为了使感光器件获得合适的曝光量。

一般的算法通过获取图像的亮度调节相应的曝光参数，得到合适的曝光量. 曝光参数包括光圈大小, 快门速度和摄像头传感器的亮度增益.

即一般AE算法步骤包括:

获取图像亮度, 可采用的方法有,

1.平均亮度 

2.分区加权平均亮度 

分区域加权的目的在于将曝光重点放在屏幕中央 

3.设置不同亮度门限, 对背光, 正光和强光区域进行区分. 

4.对主要对象进行曝光补偿

AF自动对焦：

自动对焦即调节摄像头焦距自动得到清晰的图像的过程，要使用镜头的马达。

AF算法的基本步骤是先判断图像的模糊程度，通过合适的模糊度评价函数求得采集的每一副图像的评价值, 然后通过搜索算法得到一系列评价值的峰值, 最后通过电机驱动将采集设备调节到峰值所在的位置, 得到最清晰的图像, 算法的关键在于达到准确度和速度的平衡, 同时算法的精度受到软件算法和硬件精度的双重影响.。

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_49303682/article/details/118162762