参考：1. 键盘摄影(七)——深入理解图像信号处理器 ISP2. Understanding ISP Pipeline3. ISP图像处理流程介绍4. ISP系统综述5. ISP(图像信号处理)之——图像处理概述6. ISP 框架7. ISP(图像信号处理)算法概述、工作原理、架构、处理流程8. ISP全流程简介9. ISP流程介绍(Raw格式阶段)
ISP Pipeline流程如下：
ISP处于整个成像系统的中心地位。
ISP功能
器件控制
- 控制Sensor的Shutter(快门)、Gain(增益)
- 控制镜头变焦、聚焦
- 控控制镜头的光圈
- 控制滤光片的切换
- 补光灯控制
格式转换
- RAG转RGB
- RGB转YUV
- YUV转HSI
- YUV444转YUV420等
画质优化
- 原始图像修正(光通量不均匀、有畸变)
- 颜色管理
- 降噪
- 动态范围控制
- 清晰度、锐度提升
- 后处理
- 数字去抖
下面左图是没有画质优化的，右图是经过ISP画质优化的。
ISP算法流程
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Horizontal Flip：做水平翻转
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Test Pattern：ISP内部产生测试图像，ISP内部调试使用
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Black Level Correction：黑电平矫正，黑电平是指图像数据为0时对应的信号电平，进行黑电平矫正的目的；一是由于sensor本身会存在暗电流，导致在没有光照进来的条件下pixel也有电压输出，不过这部分一般在sensor端就已经处理掉了，还有一个原因是因为sensor进行模数转换时精度不够，以8bit为例，每个pixel有效范围是0-255，sensor可能无法将接近于0的信息转化出来，由于人眼特性(对暗处细节比较敏感，)所以sensor厂商一般在转换时会加一个固定的偏移量使像素输出在5(非固定值)—255之间，然后传输在ISP端再做一个减法，将5(非固定值)变为0
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Bad Pixel Correction：坏点消除
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Lens Shadow Correction：镜头阴影矫正(镜头缺陷、光通量不均匀)
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AF Statistics in Raw：AF统计信息
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CFA Interpolation：去马赛克，将RAW转成RGB
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D65 White Balance：做标定，使得在D65下面，使得白色的物体呈现白色
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AWB Statistics：做完D65 White Balance后可以做AWB 统计信息
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AWB：AWB算法根据色温值做白平衡矫正
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CCM：3×3的颜色矩阵，目的是让成像系统颜色符合人眼睛看到的颜色。AWB已经将白色校准了，CCM就是用来校准白色除白色以外其他颜色的准确度的，用一个3X3的CCM矩阵来校准, 其中每一列系数r1+g1+b1等于一个恒定值1。Ccm矫正最终结果可以通过拍摄24色卡图片然后用imatest分析来做分析参考
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Gamma：Gamma矫正，原因是人眼睛的非线性特性，亮度发生变化时，人眼感受到的不是成倍的关系
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CSC：RGB到YUV色彩空间转换
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AE Statistics：AE统计信息
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2DNR：空间域降噪
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3DNR：时间域降噪
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AF Statistics in YUV：AF 统计信息
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Local Tone Mapping：图像每一个局部区域都足够清晰
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Sharpness：锐化让图像变得更清晰
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WDR：宽动态算法让图像的动态范围变得更大
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Post-Process：后处理
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LDC：镜头畸变矫正
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De-shaking：防抖
下期将逐模块详细介绍各个模块的功能，加油↖(ω)↗