3A算法是相机成像控制技术中的三大自动控制算法。随着计算机视觉的快速发展,该算法在摄像设备领域具有广泛的应用和前景。
那么3A控制算法指的是什么?
(1)AE(Auto Exposure)自动曝光控制
(2)AF(Auto Focus)自动对焦控制
(3)AWB(Auto White Balance)自动白平衡控制
下面我们简单解释一下这三种自动控制技术的具体含义和用途。
一。自动曝光控制
“官方”解释:自动曝光的目的是实现不同光照条件和场景下的亮度级别或所谓的目标亮度级别的欣赏,使拍摄的视频或图像既不会太暗也不会太亮。为了实现这一目的,需要调整镜头光圈、传感器曝光时间、传感器模拟增益和传感器/ISP数字增益。这个过程称为自动曝光。
也就是说,AE控制可以根据场景自动调节图像的明暗。我们一般可以通过调整相机的光圈、曝光时间和增益三个参数来改变图像的亮度。在程序自动曝光模式下,相机可以根据测光系统测得的被摄体的曝光值以及制造商设定的快门和光圈曝光组合,自动设定快门速度和光圈值。
LV代表光值,EV代表曝光值
式中:F为光圈值; T是曝光时间(以秒为单位); ISO 是增益大小。
这里,小编简单介绍一下常用的AE控制算法。具体的算法实现和效果将在后续的推送文章中进行讲解和阐述。
(1)直接设置法:根据当前场景的平均亮度和曝光参数(光圈大小、曝光时间等)求出此时的场景照度,然后计算新的曝光参数,使得平均亮度为调整后的图像即为目标亮度。价值。该算法仅适用于简单的亮度分析,在普通光照条件下效果较好。
(2)神经网络算法:通过学习实例,设计BP神经网络模块,获取设定光圈值对应的曝光值。
2.自动对焦控制
顾名思义,它可以自动调整图像的焦点。当按下相机快门按钮时,电子测距仪可以根据拍摄对象的距离控制镜头前后移动到相应的位置,或者旋转镜头到需要的位置,以获得拍摄对象最清晰的图像。
一般有以下几种算法:
(1)爬山搜索算法:取初始位置点a1,将相机移动到点a2,比较评价函数(输入图像,输出是清晰度测量值的函数)。如果f(a1)f(an2) 回溯,视觉会爬山寻找参考点,从而获得最清晰的图像。该算法对评价函数的单峰性要求较高,常用于步进电机平台。
(2)全局搜索法:搜索整个图像,即整个过程,记录最大评价函数对应的焦距。该方法需要合理控制搜索步长,可靠但效率不够。
三。自动白平衡控制
白平衡是描述显示器中红、绿、蓝三基色混合产生的白色精确度的指标。目的是解决色彩还原和色调处理问题。通俗地说,白平衡就是在不同色温条件下进行调整,消除偏色,使拍摄的图像更接近人眼的视觉习惯。
白平衡算法是我最近研究的重点,我将从色温和白平衡的关系出发分享我的见解。以下是我用Matlab2016a运行的AWE控制算法:
(1)灰色世界法:基于灰色世界假设,即场景中所有物理表面的平均反射都是无色(灰色)的,并且三个RGB通道分量的平均值接近相同的灰度值。 K.该算法适用于颜色变化较多的图像,处理单色图像时会出现较大误差。
(2)最大RGB算法:基于图像中的最亮点通常是由光滑表面反射的光源的实际颜色生成的,首先计算该像素的三个RGB通道各自的最大值在图像中,然后计算红色和蓝色通道的增益。最后根据获得的增益对图像中所有像素的R、B通道值进行校正。该算法适用于大海、蓝天等单色图片。
(3)动态阈值算法:分为白点检测和白点调整。首先对图像进行划分,求出每个区域中Cr和Cb分量的平均值和方差,根据这些值过滤掉系统考虑的白色像素,然后根据像素亮度值从其中过滤掉前10%从大到小。白点用作参考白点。最后根据这些白点的RGB通道的平均值计算增益,调整原始图像的RGB值。
审稿人:刘庆