camera攝像原理之一:光感應

      做爲拍照手機的核心模塊之一,camera sensor 效果的調整,涉及到衆多的參數,如果對基本的光學原理及 sensor 軟/硬件對圖像處理的原理能有深入的理解和把握的話,對我們的工作將會起到事半功倍的效果。

      人眼對色彩的識別,是基於人眼對光譜存在三種不同的感應單元,不同的感應單元對不同波段的光有不同的響應曲線的原理,通過大腦的合成得到色彩的感知。一般來說,我們可以通俗的用RGB三基色的概念來理解顏色的分解和合成。以下是正常的RGB光譜:

                    

      但是,實際情況並沒有如此理想,下圖表示了人眼的三色感應系統對光譜的響應情況,可見RGB的響應並不是完全獨立的。

                              

     下圖則表示了 Kodak 某相機光譜的響應。可見其與人眼的響應曲線有較大的區別。

                                  

      既然我們已經看到sensor 對光譜的響應,在RGB各分量上與人眼對光譜的響應通常是有偏差的,當然就需要對其進行校正。不光是在交叉效應上,同樣對色彩各分量的響應強度也需要校正。通常的做法是通過一個色彩校正矩陣對顏色進行一次校正。 如下:

                                 

      該色彩校正的運算通常由ISP 完成,軟件通過修改相關寄存器得到正確的校正結果。值得注意的一點是,由於 RGB  -> YUV的轉換也是通過一個 3*3 的變換矩陣來實現的,所以有時候這兩個矩陣在 ISP 處理的過程中會合併在一起,通過一次矩陣運算操作完成色彩的校正和顏色空間的轉換。

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