另外,傳感器光子吸收對每種顏色會(huì )有所不同,對藍色有可能有些問(wèn)題,即對于較小的傳感器成像而言這是最難的一種顏色。在某些情況下,生產(chǎn)商會(huì )試圖在傳感器中為每種顏色內建一個(gè)簡(jiǎn)單的伽馬曲線(xiàn)修正方法,但這種方法并不值得提倡。在對彩色有需求的應用中,可以考慮色度設備模型和顏色管理,甚至讓傳感器的每種顏色通道具有非線(xiàn)性特征并建立一系列簡(jiǎn)單的校正查找表(Lookup Table, LUT)轉換。
5、傳感器處理
傳感器處理用于從傳感器陣列中去馬賽克并聚集像素,也用于校正感知瑕疵。在這一節我們會(huì )討論傳感器處理基礎。
通常在每個(gè)成像系統中都有一個(gè)專(zhuān)有的傳感器處理器,包括一個(gè)快速HW傳感器接口、優(yōu)化的超長(cháng)指令集(very long instruction word,VLIW)、單指令多數據流(single instruction multiple data, SIMD)指令以及具有固定功能的硬件模塊,這些功能是為了解決大規模并行像素處理所造成的工作負載。通常,傳感器處理過(guò)程透明且自動(dòng)化,并由成像系統的生產(chǎn)廠(chǎng)商設置,來(lái)自傳感器的所有圖像均以同樣的方式處理。也存在用于提供原始數據的其他方式,這些數據允許針對應用來(lái)定制傳感器處理過(guò)程,就像數字攝影那樣。
6、去馬賽克
根據不同的傳感器元件配置(如圖5所示),可利用各種去馬賽克算法將原始傳感器數據生成最終的RGB像素。Losson &Yang還有Li等人分別給出了兩篇非常好的綜述文獻,這些文獻介紹了各種方法以及所面臨的挑戰等。
去馬賽克的一個(gè)主要挑戰之一是像素插值,其作用是將鄰近單元的顏色通道組合成單個(gè)像素。在給定傳感器元件排列的幾何形狀以及單元排列的縱橫比的條件下,這是一個(gè)重要的問(wèn)題。一個(gè)與之相關(guān)的問(wèn)題是顏色單元的加權問(wèn)題,如在每個(gè)RGB像素中每種顏色應該占多少比例。因為在馬賽克傳感器中,空間元件分辨率大于最終組合的RGB像素分辨率,某些應用需要原始傳感器數據,以便盡可能利用所有的精度和分辨率,或者有些處理要么需要增強有效的像素分辨率,要么需要更好地實(shí)現空間精確的顏色處理和去馬賽克處理。
7、壞像素的校正
像LCD顯示器一樣,傳感器也可能會(huì )有壞像素。通過(guò)在攝像機模塊或驅動(dòng)程序中提供需要校正的壞像素坐標,供應商可以在工廠(chǎng)校正傳感器,并為已知的缺陷提供一個(gè)傳感器缺陷圖。在某些情況下,自適應的缺陷校正方法會(huì )用在傳感器上,以便監控鄰近像素點(diǎn)來(lái)發(fā)現缺陷,然后校正一定范圍內的缺陷類(lèi)型,比如單像素缺陷、列或行缺陷以及類(lèi)似2×2或3×3的塊狀缺陷。為了實(shí)時(shí)尋找瑕疵,攝像機驅動(dòng)也可提供自適應的缺陷分析,在攝像機的啟動(dòng)菜單中可能會(huì )提供一個(gè)特殊的補償控制。
8、顏色和照明校正
有必要進(jìn)行顏色校正以便平衡總的顏色精確度和白平衡。如圖1-2所示,硅傳感器上對紅色和綠色這兩種顏色通常很敏感,但是對藍色卻不敏感,因此,理解和標定傳感器是得到最精確顏色的基本工作。
大多數圖像傳感器的處理器包含了用于光暈校正的幾何處理器,這在圖像的邊緣表現為光照更暗。校正基于幾何扭曲函數,可考慮可編程的光照功能來(lái)增加朝向邊緣的光照,這需要在出廠(chǎng)前進(jìn)行標定,以便與光學(xué)的光暈模式相匹配。
9、幾何校正
鏡頭可能會(huì )有幾何相差或朝邊緣發(fā)生扭曲,產(chǎn)生徑向失真的圖像。為了解決鏡頭畸變,大多數成像系統具有專(zhuān)用的傳感器處理器,它有一個(gè)硬件加速的數字扭曲元件,類(lèi)似于GPU上的紋理采樣器。在工廠(chǎng)就會(huì )針對光學(xué)器件的幾何校正進(jìn)行校準并編程。
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