相机成像 - ISP之RGB域处理

2023-11-04

在之前的文章中,介绍了ISP 的基本流程和RAW域中的处理方法。

完美成像中最重要的环节 - ISP之RGB域处理

今天延续之前的内容,讲解中间的部分 -- RGB域的处理。

ISP的流程具体如图所示,我们继续围绕这个图把RGB域中每个部分的处理给大家讲解一下。

通过Demosaic插值后,将sensor的原始RAW图插值为RGB图,再在RGB域中进行Gamma亮度的调整和CCM颜色校正,最后在CSC模块中将RGB转为YUV图,就此RGB域处理完毕,再接下到YUV域处理。

YUV域的处理放到下一次更新中,敬请期待!


在RGB域中主要做了三个部分,处理方法如下。

Demosaic 去马赛克 

严格来说,demosaic处理模块不算是RGB域的,更应该属于RAW域的最后一个步骤。

从sensor的构造原理可以知道,我们捕获景物的光信号,通过光电二极管可以获取到光亮的强度信息,图像是黑白的,无法获取色彩信息。

色彩信息是通过CMOS上的R、G、B三色的滤光片,将图像数据分成RGB三种分量而形成的Bayer raw图。这个部分可以参考 完美成像中最重要的环节 - ISP之RAW域处理 中对Bayer格式的介绍。

这样才能包含完整的图像信息,既有光强信息,也有色彩信息。

但是,Bayer的数据是每个像素点只包含了一种色彩信息,呈现了一种“马赛克”的样子,我们需要将RGB数据结合在一个像素点中展现,消除马赛克的样子,也就是这个过程就是 - Demosaic。

对于去马赛克的算法,当前主要有双线性插值算法和自适应插值算法。其核心就是在每个像素中根据周围的颜色信息插值,获取到每个像素的RGB三个分量。

Gamma 曲线校正 

由于人眼在黑暗环境下对亮度感知更敏感,比如观察一团火焰在黑暗环境中和光亮环境中的差别不大,是一种非线性的关系。

而sensor获取光信号后显示出来整个过程都是线性的,与人眼的效果不一致。

这是什么意思呢?根据图中曲线,我们假设亮度最大的亮区是1。当在暗区值为0.2的位置,人眼感知亮度是0.5,而sensor感知仍然是0.2,这就是人眼对黑暗环境更敏感光亮感知的非线性

为了得到人眼类似的这种效果,因此引用Gamma曲线校正。

Gamma校正就是对图像的灰度进行非线性处理,这个曲线类似于指数关系,最终处理后图像灰度是类似人眼的非线性效果,这个指数就是Gamma。

一般Gamma校正的值为2.2,这个曲线更接近于人眼的效果。

看上图,在没有Gamma校正的情况下,低灰度区域大范围都被一个值表示,造成信息缺失,高灰度区域却保留过多相似的值,没有合理分配数据空间。经过Gamma校正的后的信息,对于低灰度有了更合理的分配,更接近真实。

从图上可以看出,Gamma值为1.8会增强暗色调,使图像更明亮;Gamma值为2.2更接近于人眼的效果;Gamma值为2.4图像的对比度更加明显。

CCM(Color Correction Matrix) 颜色校正 

为何需要做颜色校正CCM,还是因为要还原图像最真实的样子。因为人眼对不同的色彩有不同的响应曲线,用CCM去还原图像色彩。

CCM的原理就是利用一个3*3的校正矩阵对当前的R、G、B三个色彩进行校正,得到一个接近人眼真实的色彩。M是校正矩阵,一般利用标准色卡的对比实验来得到。

CSC(Color Space Convert) 色彩空间转换 

这个部分就是将RGB图转为YUV图,以便在YUV域进行最后的处理。

为何会有色彩空间的转换呢?我们图像的采集和处理在RGB空间就已经有很好的效果了,但是显示和信号的处理多数在YUV空间下进行。

显示主要指的是电视,使用YUV格式可以兼容黑白电视和彩色电视,只有Y分量就是黑白图,Y分量和U、V分量都有就可以使用在彩色电视上。

常见的色域标准有BT.601(SDTV,标清电视),BT.709(HDTV,高清电视),BT.2020(UHDTV,超高清电视)。

之前文章中,转换公式 - 完美成像中最重要的环节 - ISP之RAW域处理 中YUV域的介绍中:

Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B;U = -0.169 * R - 0.331 * G + 0.5 * B;V = 0.5 *R - 0.419 * G - 0.081 * B;

这个是常见的BT.601色域CSC,在不同的色域空间下,转换矩阵是不一样的。


通过以上的介绍,是否了解了ISP在RGB域下的处理流程,后续还需要在YUV域进行最后的处理。

欲知后事如何,且听下回分解!

更多技术文章,全网首发公众号“摸鱼IT”,希望大家关注、转发、点赞!

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

相机成像 - ISP之RGB域处理 的相关文章

  • MATLAB小技巧(33)arima时间序列

    MATLAB小技巧 33 arima时间序列 前言 一 MATLAB仿真 二 仿真结果 三 小结 前言 MATLAB进行图像处理相关的学习是非常友好的 可以从零开始 对基础的图像处理都已经有了封装好的许多可直接调用的函数 这个系列文章的话主
  • windows8.1 vs2015 dlib库cpu 版本编译以及应用 library is 90, caller expects 80

    近期由于要做一个关于人脸计数的项目 因此对dlib库进行了编译和使用 其中遇到了不少问题 下面请听我一一道来 第一步 从dlib官网下载dlib源码 链接地址 https github com davisking dlib 第二步 采用cm
  • Qt创建一个自定义按钮

    1 概述 案例 编写一个自定义按钮 要求 1 给按钮添加自定义背景 2 监听按钮点击事件 2 代码案例 1 创建一个类让其继承QWidget 点击下一步下一步最后完成 2 打开MyPushButton 让其继承QPushButton 如下所
  • MATLAB实现五种边缘检测

    一 原理 常用的边缘检测算法有拉普拉斯边缘检测算法 Robert边缘检测算子 Sobel边缘检测算子 Prewitt边缘检测算子 Canny边缘检测算子 二 代码 filename pathname uigetfile jpg bmp gi
  • 辐射强度、辐亮度、辐照度——一文搞定

    先写定义 上图是从网上看到的并重写的 其中我们最容易混淆的就是辐射强度 辐亮度 辐照度的关系 如果我们没有接触专业领域 那么我们可能接触最多的就是辐射强度 而这种现象是不对的 因为我们一般考虑的均为这光好强呀 照得屋里特别亮 这里的光亮 我
  • [图像处理]边缘提取以及Harris角点检测

    在本周的计算机视觉与模式识别作业中 给定输入图像是两张普通A4打印纸 上面可能有手写笔记或者打印内容但是拍照时角度不正 要求输出 1 图像的边缘 2 计算 A4纸边缘的各直线方程 3 提取A4纸的4个角点 作业要求的是使用C 的CImg库
  • (详细步骤和代码)利用A100 GPU加速Tensorflow

    利用A100 GPU加速Tensorflow NVIDIA A100 基于 NVIDIA Ampere GPU 架构 提供一系列令人兴奋的新功能 第三代张量核心 多实例 GPU MIG 和第三代 NVLink Ampere Tensor C
  • 方框滤波,均值滤波,高斯滤波

    邻域算子 局部算子 是利用给定像素周围的像素值的决定此像素的最终输出值的一种算子 对于邻域算子 除了用于局部色调调整以外 还可以用于图像滤波 实现图像的平滑和锐化 图像边缘增强或者图像噪声的去除 而线性邻域滤波是一种常用的邻域算子 像素的输
  • 最大似然估计【MLE】与最大后验概率【MAP】

    最大似然估计 Maximum likelihood estimation 简称MLE 和最大后验概率估计 Maximum a posteriori estimation 简称MAP 是很常用的两种参数估计方法 如果不理解这两种方法的思路 很
  • OpenCV入门【C++版】

    OpenCV基础入门 C 语言 Chapter1 读取图片 视频 摄像头 从文件读取图片 从文件读取视频 读摄像头 Chapter2 基础函数 Chapter3 调整和剪裁 Chapter4 绘制形状和文字 Chapter5 透视变换 Ch
  • 【Python-利用动态二维码传输文件(二)】实现文件二进制读取、利用base64编码把文件拆分成多张二维码、重组拆分后的文件并验证。

    为了使用二维码传输文件 上一篇文章已经实现了获取信息存入二维码并打印 由于单个二维码存储的信息量是有限的 而且文件一般也比较大 所以必须把文件先进行拆分 拆分后一块一块信息存入多张二维码中 最后通过图像识别 把所有二维码信息准确读取后再重新
  • 2021全国电设(F题)openmv的图像识别之数字识别

    基于openmv的图像识别 通过参加全国电子设计大赛F题总结出openmv4的数字识别 其它版本暂时没试过 欢迎交流 openmv简介 OpenMV是一个开源 低成本 功能强大的机器视觉模块 以STM32F427CPU为核心 集成了OV77
  • 无监督低照度图像增强网络ZeroDCE和SCI介绍

    目录 简介 Zero DCE 算法介绍 模型代码 无监督loss介绍 小结 Self Calibrated Illumination SCI 模型介绍 无监督loss介绍 小结 总结 简介 当前有较多深度学习的方法来做图像效果增强 但多数都
  • 【图像处理】非线性滤波

    非线性滤波 图像处理中滤波分线性滤波和非线性滤波两种 其中常见的线性滤波有 方框滤波 中值滤波 高斯滤波等 其主要原理就是每个像素的输出值是输入像素的加权和 所以像素的输入与输出成线性关系 线性滤波器易于构造 并且易于从频域响应角度进行分析
  • BASLER A404K 德国工业相机

    BASLER A404K是一款德国BASLER公司生产的工业相机 通常用于各种工业视觉和图像处理应用 以下是关于BASLER A404K工业相机的详细信息 型号和规格 A404K是该工业相机的型号 通常有特定的规格和配置 如分辨率 帧速率
  • 人工智能超分辨率重建:揭秘图像的高清奇迹

    导言 人工智能超分辨率重建技术 作为图像处理领域的一项重要创新 旨在通过智能算法提升图像的分辨率 带来更为清晰和细致的视觉体验 本文将深入研究人工智能在超分辨率重建方面的原理 应用以及技术挑战 1 超分辨率重建的基本原理 单图超分辨率 利用
  • 0基础学习VR全景平台篇第129篇:认识单反相机和鱼眼镜头

    上课 全体起立 大家好 欢迎观看蛙色官方系列全景摄影课程 一 相机 单反和微单 这里说的相机是指可更换镜头的单反 微单数码相机 那两者有何差异呢 1 取景结构差异 两者最直观的 区别 在于 微单相机
  • Python图像处理:批量添加水印的优雅实现与进阶技巧

    1 简介 在日常图像处理中 为图片添加水印是一项常见任务 有多种方法和工具可供选择 而今天我们将专注于使用Python语言结合PIL库批量添加水印 需要注意的是 所选用的图片格式不应为JPG或JPEG 因为这两种格式的图片不支持透明度设置
  • 友思特分享 | CamSim相机模拟器:极大加速图像处理开发与验证过程

    来源 友思特 机器视觉与光电 友思特分享 CamSim相机模拟器 极大加速图像处理开发与验证过程 原文链接 https mp weixin qq com s IED7Y6R8WE4HmnTiRY8lvg 欢迎关注虹科 为您提供最新资讯 随着
  • Matlab图像处理系列——图像复原之噪声模型仿真

    微信公众号上线 搜索公众号 小灰灰的FPGA 关注可获取相关源码 定期更新有关FPGA的项目以及开源项目源码 包括但不限于各类检测芯片驱动 低速接口驱动 高速接口驱动 数据信号处理 图像处理以及AXI总线等 本节目录 一 图像复原的模型 二

随机推荐

  • linux分区方案 1t,linux CentOS WEB服务器分区方案

    分区类型 分区的实际大小 解析 SWAP分区 2G 内存为1G 一般为内存的2倍 1G 2G 最少要150 250MB boot 32M 100M 启动分区 最多只要100M左右 opt 100M 1G 附加应用程序 tmp 40M 100
  • APT组织Lazarus近期攻击变化阐述

    Lazarus是来自朝鲜的APT组织 该组织长期对韩国 美国进行渗透攻击 此外还对全球的金融机构进行攻击 堪称全球金融机构的最大威胁 下面为近半年该组织的一些最新动态以及所使用的技术手段 Manuscrypt是该组织最常用的恶意软件家族 此
  • OpenCV VideoCapture.get()参数详解

    param define cv2 VideoCapture get 0 视频文件的当前位置 播放 以毫秒为单位 cv2 VideoCapture get 1 基于以0开始的被捕获或解码的帧索引 cv2 VideoCapture get 2
  • 4个点让你彻底明白Redis的各项功能

    4个点让你彻底明白Redis的各项功能 前言 先看一下Redis是一个什么东西 官方简介解释到 Redis是一个基于BSD开源的项目 是一个把结构化的数据放在内存中的一个存储系统 你可以把它作为数据库 缓存和消息中间件来使用 同时支持str
  • SIGPIPE的设计意图

    SIGPIPE的设计意图 SIGPIPE 是为以下这种情况设计的 grep pattern lt reallyhugefile head grep可能会输出成千上万行文本 但 head 只会读取前10行然后就退出 一旦head退出 grep
  • 《Pytorch深度学习和图神经网络(卷 1)》学习笔记——第八章

    本书之后的内容与当前需求不符合不再学习 信息熵与概率的计算关系 联合熵 条件熵 交叉熵 相对熵 KL散度 JS散度 互信息 无监督学习 监督训练中 模型能根据预测结果与标签差值来计算损失 并向损失最小的方向进行收敛 无监督训练中 无法通过样
  • 如何添加PYNQ-Z2板文件到Vivado

    添加板文件到vivado 先下载pynq z2板文件 PYNQZ2板文件 含约束文件 原理图 zip 下载后将文件复制到 Vivado安装目录 2018 3 data boards board files 重启vivado 完成
  • 重磅!AI与区块链技术知识分享交流会!特邀贾志刚老师、双一流211高校研究生!

    重磅 AI与区块链技术第一次知识交流分享会即将拉开帷幕 本交流会旨在分享交流人工智能 区块链相关内容 包括基础知识分享 前沿论文分享 具体项目实战 提供一个相同领域学者 工作人员在线交流机会 更多精彩内容 尽在微信公众号 AI与区块链技术
  • PCA算法

    https www cnblogs com dengdan890730 p 5495078 html PCA算法是怎么跟协方差矩阵 特征值 特征向量勾搭起来的 PCA Principle Component Analysis 主成份分析 是
  • 2023年7月31日-8月6日,(上午熟悉公司代码,周一到周五晚上优先工作所急视频教程,其他业余时间进行ue视频教程,为独立游戏做准备,本周10小时,合计2199小时,剩余7801小时)

    按照规划 上午熟悉公司源码 下午进行filament和ue渲染 晚上写工作代码 回家后泛读pbrt或者其他书籍催眠 业余学习ue的各种视频教程 为独立游戏做准备 累了就学其他视频教程 随意 可以按照ue 渲染 gt ue osg gt ue
  • testdbg-测试调试器

    http baidutech blog 51cto com 4114344 743464 testdbg 测试调试器 2011 02 24 14 07 00 标签 测试 休闲 调试器 职场 testdbg 原创作品 允许转载 转载时请务必以
  • C#基础与Java的对比

    一 C 简介 C 是微软公司发布的一种面向对象的 运行于 NET Framework之上的高级程序设计语言 C 看起来与Java有着惊人的相似 它包括了诸如单一继承 接口 与Java几乎同样的语法和编译成中间代码再运行的过程 但是C 与Ja
  • REGEXP基础语法

    个人使用https regex101 com 这个比较多一些 大家可以使用 基础用法 限定符 Quantlfier a a出现0次或者多次 a a出现1次或者多次 a a出现0次或者1次 a 6 a出现6次 a 2 6 a出现2 6次 a
  • Labview设计计算机--组合逻辑与时序逻辑(5)

    在写接下来的内容之前 我要强烈推荐一部书 编码 隐匿在计算机软硬件背后的语言 这是一本由浅入深的书 我也是借鉴了书中的很多想法才有勇气尝试在Labview上构建一个简单的计算机 看这本书的门槛不高 大概有高中知识就差不多了 ok 进入正题
  • angular下载文件

    1 window open 打开新页面下载文件 window open url self 优点 最简洁 缺点 当参数错误时 或其它原因导致接口请求失败 这时页面会停留在新打开的页面中 无法监听到接口返回的错误信息 只在页面中直接输出错误 尽
  • 查看linux安装了哪些编译器,如何查看linux已安装的编译器及其版本

    在Linux环境下 新建一个终端 之后在终端直接输入命令 arm linux gcc v 回车之后 即可出现如下的一些信息 此处安装的是交叉编译器gcc 版本4 2 2 Using built in specs Target arm unk
  • 超详细,AI绘画里你不得不知道的SD算法详解

    前言 哈喽 各位小伙伴们大家好 说到AI绘画 可谓是近几年来异军突起 犹如洪水猛兽一般 各种的本土化 商业化 但是相信也有很多朋友跟我一样 对AI绘画的原理一知半解 甚至根本不知道它是怎么工作的 这样只靠着在网上复制粘贴别人的prompt
  • java自学笔记6:UML简介+阶段练习

    1 UML概念 Unified Modeling language UML 又称统一建模语音或标准建模语言 是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言 为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持 2 UML图示 UML2 2中一共定义了14
  • 使vue组件居中、中下

    position absolute left 50 top 50 transform translate 50 50 中下 居中往下 login form position absolute 绝对定位 bottom 0px 最底下 widt
  • 相机成像 - ISP之RGB域处理

    在之前的文章中 介绍了ISP 的基本流程和RAW域中的处理方法 完美成像中最重要的环节 ISP之RGB域处理 今天延续之前的内容 讲解中间的部分 RGB域的处理 ISP的流程具体如图所示 我们继续围绕这个图把RGB域中每个部分的处理给大家讲