《CMOS图像传感器调试问题汇总 》 高清电子版

huangjian

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一、名词解释
1. 白平衡
白平衡指的是传感器对在光线不断变化环境下的色彩准确重现的能力表示。大多数拍照系
统具有自动白平衡的功能，从而能在光线条件变化下自动改变白平衡值。设计工程师寻找的
图像传感器应该配备了一个很好的自动白平衡（AWB）控制，从而提供正确的色彩重现。
2. 动态范围
动态范围测量了 图像传感器在同一张照片中同时捕获光明和黑暗物体的能力，通常定义
为最亮信号与最暗信号（噪声门槛级别）比值的对数，通常用 54dB 来作为商业 图像传感
器的通用指标。具有较宽动态范围的 图像传感器可以在明光环境下提供更好的性能（例如，
使用较窄动态范围传感器在明光环境下拍出的照片会出现“水洗”或模糊的现象。）
3. 工频干扰 (Banding)
Sensor 在日光灯作为光源下获取图像数据时会产生 flicker，其根本原因是照在不同 pixel
上光能量不同产生的，所接受的光能量的 不同也就是图像的亮度的不同。
由于 CMOS sensor 的曝光方式是一行一行的方式进行的，任何一个 pixel 的曝光时间是一
样的，也就是同一行上的每个 pixel 的曝光开始点和曝光的时间都是一模一样的，所以同一
行的所有点所接收到的能量是一样的，而在不同行之间虽然曝光时间都是一样的，但是曝光
的开始点是不同的，所以不同行之间所接受到的能量是不一定相同的。
为了使不同行之间所接受的能量相同，就必须找一个特定的条件，使得每一行即使曝光开
始点不同，但是所接受的光能量是相同的，这样就避开了 flicker，这个特定的条件就是曝光
时间必须是光能量周期的整数倍时间。
Banding 由工频干扰引起，交流电光源都有光强的波动，在中国交流电频率是 50Hz，光
强的波动就是 100Hz，周期 10ms。如果 camera 曝光时间不是 10ms 的整数倍，那么在不同
的感光面接收到的光能量一定不一样，体现在图像上就是有明暗条纹。
消除 banding 就得想办让曝光时间是 10ms 的整数倍！60Hz 的交流电需要控制曝光时间为
8.33ms 的整数倍。
以 50Hz 为例说明，实现这个有两种办法：
1、设置曝光控制，强制为 10ms 整数倍变化，但是这样会浪费一部分曝光时间，导致曝光
无法用满，在室内自然就会损失性能。
2、修改桢率，使每桢图像分到的时间是 10ms 的整数倍，则可以用满每桢曝光时间在，室
内效果更好。修改桢率可以插入 Dummy Line 或者 Dummy Pixel。这需要一点点计算，具体
计算需要看 sensor 输出 Timing。
例如把桢率设置为 7.14fps，则每桢曝光时间是 140ms。如果是 15fps，则每桢曝光时间是
66.66ms，如果强制曝光为 10ms 整数倍，最大即 60ms，则有 6.66ms 无法参与曝光，损失性
能。
具体调整桢率方法得和 sensor 的 FAE 沟通，每个 sensor 都可能不一样，不能一概而论。
调整桢率还有个原则要注意，预览一般不能低于 10fps，再低就很卡，常用 14.3fps 和 12.5fps；
抓拍不能低于 5fps，否则用手就很难拍出清晰的照片，常用 7.14fps。桢率是一个权 衡折中的选择，高了曝光时间不够，暗光效果太差，低了没法拍照，容易虚。

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虎皮团子

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