Kamera-Modul - automatische Belichtung

1Definition der automatischen Risikoposition

Zuerst müssen wir die Belichtung einführen: die Lichtintensität multipliziert mit der Zeit, in der das Licht wirkt.Die "Lichtintensität" in der Definition bezieht sich auf die Intensität der Lichtbestrahlung des Sensors., d. h. die Beleuchtungsleistung; die "Zeit, in der das Licht wirkt", bezieht sich in der Definition auf die Zeit, in der der lichtempfindliche Film durch Licht bestrahlt wird, d. h. die Belichtungszeit.Die Exposition wird in E ausgedrückt., wobei die Berechnungseinheit Lux Sekunden ist. Um eine bestimmte Belichtungsmenge zu erhalten, je größer die Lichtstärke, desto kürzer die Belichtungszeit; je geringer die Lichtstärke,je länger die BelichtungszeitDie Belichtung ist eine der grundlegendsten und wichtigsten Techniken für das Fotografieren.

Das Bild unten zeigt die gleiche Nachtszene, die von 1,3 Sekunden bis 15 Sekunden aufgenommen wurde.AllerdingsDie Expositionszeit ist nur einer der Faktoren, die sich auf die Expositionsintensität auswirken, die später erwähnt wird.und professionelle Fotografen verwendeten normalerweise einen Lichtzähler, um die erforderliche Belichtungsintensivität für die aktuelle Szene zu berechnen.
Expositionsintensität = Belichtungszeit * Blendegröße * ISO. Die Blende des Mobiltelefons ist fest, so dass Sie nur die Belichtungszeit und ISO (die eine Darstellung des Gewinnwerts ist) berücksichtigen müssen.Der Gewinn hier wird in analogen Gewinn unterteilt, Digital Gain und ISP Gain, werden die Einzelheiten nicht erläutert.Die automatische Belichtung auf dem Mobiltelefon ermöglicht es der Kamera, die Belichtungsgröße automatisch basierend auf den aktuellen Bildinformationen zu konfigurieren, d. h. die Belichtungszeit und den ISO-Wert.

2. 18% grau
Wir wollen zunächst Weber's Gesetz vorstellen: d.h. die Unterschiedsschwelle der Empfindung ändert sich mit der Veränderung der ursprünglichen Reizmenge und zeigt eine gewisse Regelmäßigkeit.Es wird durch eine Formel ausgedrückt, das △Φ/Φ=C ist, wobei Φ die ursprüngliche Stimulusmenge ist und △ Φ die Differenzschwelle zu diesem Zeitpunkt ist und C eine Konstante ist, die auch als Weberrate bezeichnet wird.

Es ist ein bisschen umgekehrt, aber die Volkssprache ist, dass die Wahrnehmung von natürlichen Reize nicht linear ist. Der Reiz steigt in einem bestimmten Verhältnis, was ein einheitlicher Anstieg für Menschen ist.

Das wurde von Ansel Adams und Fred Archer um 1940 erläutert.Das menschliche Auge teilt den allmählichen Wechsel von schwarz auf weiß in 11 Stufen aufDie Lichtreflektivität des V-Blocks beträgt 18%, was dem definierten 18%-Grau entspricht.

Daher verwenden Fotografen in der Regel einen Lichtzähler, um das Umgebungslicht zu beurteilen, um die Belichtungsintensivität des Fotos zu bestimmen, so dass die Gesamtbelichtungsintensivität des Fotos etwa 18% grau ist.Aber die Szenen sind unterschiedlich., so lehrt das "New York School of Photography Photography Textbook" auch alle, nicht blind dem Wert des Lichtzählers zu vertrauen, um die Belichtungsparameter anzupassen.wenn die Exposition immer noch auf 18% Grau basiert, wird der weiße Schnee als grau fotografiert.

Es gibt mehrere einfache Szene-Schalter auf Polaroid (Innenraum, bewölkt, sonnig), die tatsächlich die Expositionsintensität definieren, die in der aktuellen Szene erforderlich ist.

3. Messbereich
Normalerweise gibt es sowohl helle als auch dunkle Bereiche in einem Bild. Wenn alle Bereiche berücksichtigt werden, um einen Durchschnitt zu berechnen, kann es nicht genau die Erwartungen des Fotografen repräsentieren,Also wird es einen wichtigen Messbereich geben..

Die Messfläche hat unterschiedliche Implementierungen nach verschiedenen Algorithmen. Die erste besteht darin, die gesamte Bildfläche in M * N-Flächen zu teilen und den Mittelpunkt X * Y-Fläche zu nehmen;Mobiltelefone haben normalerweise eine Messung für die Gesichtsfläche.Es gibt drei Arten der Messung und der Punktmessung; die Messfläche hat auch eine gewisse Gewichtsverteilung, und normalerweise hat die Fläche in der Mitte ein größeres Gewicht.

Als nächstes werden wir drei verschiedene automatische Expositionsmethoden vorstellen: die mittlere Methode AE, die histogrammverbesserte mittlere Methode AE und die statistische automatische N-Segment-Exposition.

4. Mittelmethode AE
Die durchschnittliche Methode AE ist eine Methode zur Berechnung der Expositionsintensität des Messbereichs.die die Expositionsstärke von 18% Grau istGamma beträgt in der Regel 2.2.

Einleitung = 255 x (Ausgabe/255) Gamma

Wenn 0~255 als Berechnungsbereich auf der Graustufenkarte verwendet wird, beträgt der Ausgang von 18% Grau 122 und der Eingang 50. Das heißt, die tatsächliche Belichtungsintensität des Messbereichs sollte 50 betragen.

5. Histogramm verbesserte Mittelmethode AE
Der in Absatz 3 erwähnte Schwachpunkt des Begriffs von 18% Grau ist der in den Schneeszenen berechnete Expositionswert.Nachtszenen oder farbige Hintergründe sollten nicht 18% grau sein..

Dann müssen Sie das Histogramm verwenden, um das Bild mit niedrigem Kontrast mäßig zu dehnen.

6. N-Segment-Statistische Methode
Die N-Segment-Statistikmethode ist eine Methode, die bei Mobilfunk-ISPs verwendet wird. Wie bereits erwähnt, ist die Blende des Mobilfunksensors fest (hier werden nur Szenarien mit einer einzigen Kamera betrachtet),also sind die einzigen einstellbaren Parameter Belichtungszeit und ISODie Anpassung dieser beiden Parameter auf einem Mobiltelefon hat seine Vor- und Nachteile.

Die Hauptnebenwirkung der ISO-Anpassung ist, dass sie auch das Geräusch erhöht. Wenn Sie das Bild bei dunklem Licht viele Male vergrößern, wird das Geräusch sehr offensichtlich sein.die Priorität liegt in der Anpassung der Expositionszeit, aber es gibt eine Obergrenze für die Belichtungszeit, die innerhalb von 33 ms abgeschlossen werden muss.

Daher beziehen sich N-Segmente auf verschiedene ISO-Segmente.Wenn die Expositionszeit den maximalen Wert erreicht und trotzdem nicht erfüllt werden kann, erhöhen die ISO um eine Stufe und passen die Belichtungszeit an.

Zusammenfassend ist der gesamte automatische Belichtungsprozess ein Prozeß, bei dem sich der ideale Wert kontinuierlich annähert, wie in der nachfolgenden Abbildung dargestellt.