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发表于 2006-11-10 23:21:00
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本人从事cellphone以及PC camera 的应用工作,我来谈谈我的一些看法,不足的地方请补充!
主要是CMOS IMAGE SENSOR的应用,先说说整个模块!
构成:
整个系统由三部分构成:图像采集模块、图像处理模块和图像传输模块。
1图像采集模块:
图像的采集过程是把光转化为电信号;首先,光通过镜头进入sensor,有sensor里的photodiode转化为电压电流,然后经过AMP放大,再有ADC转化为数字信号;
2图像处理模块 :
该过程主要对sensor出来的数字信号进行处理,称ISP,image signal process
主要包括:lens shading ; Gamma correction;color interpolation;contrast;saturation;AE;AWB;color correction;bad pixel correction等下面主要谈谈AE(自动曝光)与AWB(自动白平衡)
运动目标检测与跟踪、目标的识别与提取等基于图像内容的处理,对图像质量要求较高。影响成像质量的两个重要因素为曝光和白平衡:人眼对外部环境的明暗变化非常敏感,在强光环境下,瞳孔缩小,使得景物不那么刺眼;而光线较弱时,瞳孔扩大,使景物尽可能地变清楚。这在成像中,称为曝光。当外界光线较弱时,CMOS成像芯片工作电流较小,所成图像偏暗,这时要适当增加曝光时间进行背光补偿;光线充足或较强时,要适当减少曝光时间,防止曝光过度,图像发白。改善成像质量,仅靠调节曝光时间是不够的。因为物体颜色会随照射光线的颜色发生改变,在不同的光线场合图像有不同的色温。这就是白平衡问题。传统光学相机或摄像机通过给镜头加滤镜消除图像的偏色现象。对于CMOS成像芯片,可以通过调整RGB三基色的电子增益解决白平衡问题。
本系统的自动曝光控制和白平衡处理实现方法如下:
采集一帧RGB原始图像,先计算出整幅图像亮度的均值m(Y);然后对图像做直方图均衡化,再计算出此时图像的亮度均值并作为一个阈值Yt。将m(Y)与Yt进行比较,如果m(Y) < Yt,则调大sensor的INT(Integration Time)寄存器的值以增加曝光时间;反之,减小曝光时间。白平衡的调节与此相似,根据原始图像与均衡化后的Cr和Cb的均值,通过sensor的RCG(Red Color Gain)、BCG(Blue Color Gain)调节红色、蓝色通道的增益。YCrCb和RGB的转换关系式为:
Y=0.59G+0.31R+0.11B
Cr=0.713×(R-Y)
Cb=0.564×(B-Y)
其中,Y是亮度分量,Cr和Cb则是色差分量。
sensor的曝光时间范围为0~(224-1)个像素时钟周期,即0~1.34s@12.5MHz;增益范围一般为30~63。试验结果表明,经过5~10次的迭代就能取得较为理想的效果。
[em01][br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p> |
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