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。
5. Chief Ray Angle
拍摄镜头和传感器之间的接口是整个可拍照
手机系统中最重要 的接口之一。随着镜头的长度变得越来越短，光线到达传感器像素位置的角度也就会变得越来越大。每个像素上都有一个微镜头。微镜头的主要功能就是将来自不同 角度的光线聚焦在此像素上。然而，随着像素位置的角度越来越大，某些光线将无法聚焦在像素上，从而导致光线损失和像素响应降低。
从镜头的传感器一侧，可以聚焦到像素上的光线的最大角度被定义为一个参数，称为主光角(CRA)。对于主光角的一般性定义是：此角度处的像素响应降低为零度角像素响应(此时，此像素是垂直于光线的)的 80%。 光 线进入每个像素的角度将依赖于该像素所处的位置。镜头轴心线附近的光线将以接近零度的角度进入像素中。随着它与轴心线的距离增大，角度也将随之增大。 CRA 与像素在传感器中的位置是相关的，它们之间的关系与镜头的设计有关。很紧凑的镜头都具有很复杂的CRA 模式。如果镜头的 CRA 与传感器的微镜头设计 不匹配，将会出现不理想的透过传感器的光线强度(也就是“阴影”)。通过改变微镜头设计，并对拍摄到的图像进行适当处理，就可以大大降低这种现象。
改 变微镜头设计可以大大降低阴影现象。然而，在改变微镜头设计时，必须与镜头设计者密切配合，以便为各种拍摄镜头找到适合的 CRA 模式。相机的设计工程师应 该确保这种技术合作得以实现，并确保传感器与镜头 CRA 特性可以很好地匹配。为确保成功实现此目标，美光开发了相关的仿真工具和评价工具。
由于光 线是沿着不同的角度入射到传感器上的，因此对于各种镜头设计而言，阴影现象都是固有的。“cos4 定律”说明，减少的光线与增大角度余弦值的四次方是成比 例关系的。另外，在某些镜头设计中，镜头可能本身就会阻挡一部分光线(称为“晕光”)，这也会引起阴影现象。所以，即使微镜头设计可以最小化短镜头的阴影 现象，此种现象还是会多多少少地存在。为了给相机设计者提供额外的校正阴影现象的方法，MT9D111 中内嵌的图像
处理器包含了阴影校正功能，它是为某些 特定镜头而定制的。
为了帮助设计工程师将传感器集成在他们的产品中，美光为其生产的所有传感器产品提供了各种开发软件。通过使用这些软件，相机设 计工程师可以简化对各种
芯片特性默认值的修改过程。每种变化的结果都可以显示在一个 PC 监视器上。对于很多相机中用到的新型镜头，通过使用这个开发系统， 可以对校正镜头阴影和空间色彩失真进行参数设置。通过使用一个均匀点亮的白色目标，可以对设置响应过程进行简单的试验。软件开发工具可显示对阴影现象的分 析结果。之后，工程师就可以使用区域方法来应用校正值。关于校正过程的寄存器设置将保存在开发系统中，以用于相机设计。
6. Binning
Binning 是将相邻的像元中感应的电荷被加在一起，以一个像素的模式读出。Binning 分为水平方向 Binning 和垂直方向 Binning，水平方向 Binning 是将相邻的行的电荷加在一起读出，而垂直方向 Binning 是将相邻的列的电荷加在一起读出，Binning 这一 技术的优点是能将几个像素联合起来作为一个像素使用，提高灵敏度，输出速度，降低
分辨率，当行和列同时采用 Binning 时，图像的纵横比并不改变，当采 用 2:2Binning，图像的解析度将减少75%。在手机小屏幕上 Preview 时建议用这种方式 而不是通过
DSP 来做抽点的动作。
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发表于 2022-2-1 14:00:01
