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图像调试ISP之Color Correction Matrix 上篇

作者:laowai_love | 时间:2017-3-24 09:18:22 | 阅读:20398| 显示全部楼层
色彩校正矩阵CCM 通常在RGB domain 进行,并且在AWB之后。AWB把白色校正了,相应的其他色彩也跟着有明显的变化,可以说色彩基本正确了,只是饱和度有点低,色彩略有点偏差。CCM就是要保持白色(灰色)不变,把其他色彩校正到非常精准的地步。先看一下CCM计算公式。
这里CCM之前的像素为[r,g,b]’,CCM之后的像素为[R,G,B]’。 CCM的实现比较简单,就是一个简单的矩阵运算,它的困难在于如何确定矩阵的系数。我们先分析一下这个矩阵中系数的物理意义。C00表示r分量对R的影响,C01和C02分别表示g和b分量对R的影响,假设CMOS的模型完全吻合人眼模型,那么显然C00=1,C01=C02=0,实际上CMOS image sensor中的滤镜不能完全过滤掉那些不希望看到的光波,如图Figure 3.1.2。CCM前后的效果比对大致如下。




上图 X轴表示光波的波长,三条不同color的曲线分别表示某CMOS sensor中三种感光单元对不同光波频率的敏感程度。 CMOS sensor感光单元所接受的光波频率普遍太宽,三种色彩出现混叠,导致图像的色彩不够鲜艳。为了消除这种混叠,CCM中的系数就具有一种普遍的规律,系数C00,C11,C22都大于1,其他的系数则都小于0或者近似0。G对R的影响要大于B对R的影响,所以C01的绝对值要比C02的绝对值大。同样,C21的绝对值要比C20的绝对值大。



CCM不能改变白色。白色意味着r=g=b时,计算结果R=G=B=r=g=b,由此我们可以得出:

以上公式是CCM必须坚持的原则,这样原本9个独立的系数可以缩减为6个,我们把C00,C11和C22用其他的系数表示。根据经验我们再设定其他6个系数的取值范围,例如可以约束C01范围是[-3,0],C02范围是[-1,0]。要得出这6个系数的确切数值,过程有点复杂,首先来看Imatest对色彩的评价方法。


拍在灯箱中各种色温下的24色卡图片,从图片中取出24个色块所代表的颜色,转换到Lab色彩空间,和标准的24色卡颜色进行比较。如下图右

Imatest 色彩比较

右侧的图片中,小方块代表24个标准色在Lab空间的坐标,小圆点表示实测出来的24种颜色在Lab空间的坐标,二者之间的连线表示误差大小。通常认为误差越小越好,圆点往外侧偏移表示色彩太鲜艳,往内侧偏移表示色彩太淡,其他方向表示色彩偏差。


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大神点评1

liugewill 发表于:2017-3-24 11:19:43
好东西,学习了。
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