ISP—圖像調試實習生（第14天）

ISP—YUV Sharpen調試

實習的第13天，由于傍晚事請太多，沒有來得及去寫部落格，就簡單叙說吧，昨天把新拿到一個海思3516EV300晶片，用到的是Sony的sensor，然後把RAW圖抓取，黑電平校準、AWB以及CCM重新複習了一邊，操作的具體流程請看前幾期部落格。今天主要是對于YUV Sharpen這塊的參數進行介紹，以及調試當中存在的一些問題。

檢視目前時刻，sensor的感光度ISO，在越黑的情況下，ISO的感光度越大，在明亮的情況下，ISO的感光度較小。

Sharpen 子產品用于增 強 圖像的 清晰 度，可以 實作 對圖像的 帶 方 向 的 邊緣 和 無 方 向 的細節紋理 的單 獨 銳化 增 強 ，而 且 ， 通 過調節所要增 強 的 頻 段 ，可以 實作多種清晰 度 風 格 的 增 強效果 。此 外 ， 還 能 控 制 銳化後 的圖像的 overshoot （ 白邊白點 ）和 undershoot （ 黑 邊黑點 ）。增 強 圖像的 清晰 度的同時，不可 避免 的會增 強噪 聲， 通 過調節 sharpen 子產品 的相關參數， 也 可以 抑 制 噪 聲的增 強。

上圖為YUV Sharpen子產品的系統框圖

參數介紹

SkinUmin：膚 色 區域範圍 矩 形 窗 的 左 下 角 的最小 坐 标的 U 值

SkinVmin:膚色區域範圍矩形窗的左下角的最小坐标的 V 值

重點：

EdgeFiltStr：邊緣濾波強度調試參數：實作圖像銳化邊緣的範圍 和邊緣平滑強度的控制。該值越大，判為邊緣的區 域越多、也越寬，EdgeStr 起作用的圖像邊緣就越 多，而且，該值越大，沿着邊緣方向的平滑濾波強 度也越大，邊緣就越平滑。反之，判為邊緣的區域越少、也越窄，EdgeStr 起作用的圖像區域越少，邊緣平滑就越弱。

EdgeFiltMaxC：邊緣濾波強度範圍的調試參數：該值越大，邊緣濾波的最大強度也最大，u8EdgeFiltStr 的可調試範圍也越大；一般建議該值大小控制 30 以内。取值範圍：[0, 47]；建議值 18。

TextureFreq：圖像的無方向細節紋理的增強頻段控制。設定圖像的細節紋理增強的頻率。該值越大，細節紋理的增強就越偏向于高頻增強，細節紋理就越細碎。反之，該值越小，細節紋理就越粗越圓潤。u16TextureFreq 對應于強度參數 u16TextureStr。u16TextureFreq 越大，圖像的細節紋 理就越細碎，該值過大，會導緻圖像的細節紋理過于細碎而不自然，甚至感覺模糊。

EdgeFreq：圖像的帶方向的邊緣的增強頻段控制。設定圖像邊緣增強的頻率。該值越大，邊緣的增強就越偏向于高頻增強，圖像的邊緣就越纖薄越窄。反之，該值越小，邊緣就越粗越圓潤。u16EdgeFreq 對應于強度參數 u16EdgeStr。u16EdgeFreq 越大，圖像的邊緣就越纖薄越窄，該值過大，會導緻圖像的邊緣過于纖薄而出現虛邊現象。

OverShoot：設定圖像的 overshoot（銳化後的白邊白點）的強度。該值越小，銳化後的白邊白點越弱，清晰度也會下降。該值過小，圖像會呈油畫效果。

UnderShoot：設定圖像的 undershoot（銳化後的黑邊黑點）的強度。 該值越小，銳化後的黑邊黑點越弱，清晰度也會下降。該值過小，圖像會呈油畫效果。

ShootSupStr：圖像銳化後的 overshoot 和 undershoot 的抑制強度。用于在保證清晰度不明顯下降的前提下，抑制銳化後的圖像的 overshoot 和 undershoot 的寬度和幅度。該值越大，銳化後的圖像的 overshoot 和 undershoot的寬度越窄、強度越小。該值變大，理論上不會影響圖像的清晰度，隻是黑白邊變窄以後，會減弱人眼的銳度感受。該參數需要和 ShootSupAdj 配合使用。

ShootSupAdj：圖像銳化後的 overshoot 和 undershoot 的抑制強度的調節。該參數配合 ShootSupStr 使用，用于調節ShootSupStr 作用的區域範圍。該值越小，則越多的紋理區域的 shoot 會被 ShootSupStr 抑制；該值越大，則隻有很強的邊緣的 shoot 會被 ShootSupStr 抑制，紋理區域的 shoot 不會被抑制。

DetailCtrl：圖像的細節紋理區的 shoot 強度的控制。用于控制圖像的細節紋理區域的 shoot 強度，shoot 越大，細節紋理區的清晰度越高。取值範圍：[0, 0xFF]。該值等于 128，則圖像的細節紋理區域的 shoot 強度和大邊緣的 shoot 強度一緻， 都分别等于 u8OverShoot 和 u8UnderShoot。該值大于 128，則圖像的細節紋理的 shoot 強度大于大邊緣，大邊緣的 shoot 強度分别等于 u8OverShoot 和u8UnderShoot。該值小于 128，則圖像的細節紋理的shoot 強度小于大邊緣，大邊緣的 shoot 強度分别等于 u8OverShoot 和 u8UnderShoot。

DetailCtrlThr：圖像的細節紋理區的 shoot 強度的控制門檻值。該值配合 DetailCtrl 使用，用于區分 DetailCtrl 所控制shoot 的紋理區和邊緣，也即紋理區和邊緣的區分門檻值。小于該值的區域為紋理區，該紋理區域的 shoot會被 DetailCtrl 單獨控制，而大于該門檻值的邊緣區域的 shoot 依然等于 u8OverShoot 和 u8UnderShoot。取值範圍：[0, 0xFF]，建議值 160。

RGain：深紅色區域的銳化增益控制。該值越大，則深紅色區域的銳化強度越大。取值範圍：[0, 31]；建議值 28。

GGain：綠色區域的銳化增益控制。該值越大，則綠色區域的銳化強度越大。取值範圍：[0, 255]；建議值 32。

BGain：深藍色區域的銳化增益控制。該值越大，則深藍色區域的銳化強度越大。取值範圍：[0, 31]；建議值 28。

SkinGain：膚色區域的銳化增益控制。該值越大，則膚色區域的銳化強度越大。取值範圍：[0, 31]；建議值 23。

MaxSharpGain：圖像銳化的最大增益限制值。該值越大，圖像的銳化幅度越大，反之，銳化幅度越小。适當的調小該參數，可以減少圖像的過銳化，可以減少圖像銳化後的黑白點。取值範圍：[0, 0x7FF]，建議值 160。

WeakDetailGain：對弱紋理單獨進行銳化的增益控制。該值等于 0，圖像弱紋理和圖像其他區域的銳化程度相當，該值越大，圖像弱紋理的銳化程度越大，當該參數過大，可能帶來白邊加重甚至虛邊的副作用。取值範圍：[0, 127]，建議值 0。

TextureFreq VS EdgeFreq

TextureFreq :主要影響的是圖像中的細節問題，是無方向的。

EdgeFreq：影響的是圖像的邊緣部分，是具有一定方向性的。

TextureFreq 越大，會導緻圖像中出現大量的噪聲，但是影響圖像的邊緣部分較小。

EdgeFreq越大，在圖像中會出現波紋現象

調試步驟

  auto 檔時， Sharpen 的所有參數 都 會 跟 ISO 聯 動 ， 也即 ISO 變化 ， Sharpen 各參數的強 度 也 會 随 之改 變 。 Sharpen 在 auto 檔的參數 都 根據 ISO 分了 16 檔， 兩 檔 ISO 之 間的 Sharpen 強 度是 線 性 插 值計算 得到。 ISO 越 大 ，圖像的 噪 聲 越 大 ，圖像的細節 紋理 越 不

清晰 ，對圖像增 強 就 會增 強噪 聲， 也 更容 易 産 生黑白點 的 shoot （ 沖 激噪 聲）。是以， 不同的 ISO 場景 下， sharpen 的各個調試參數 設定 都 會有 差别 。

1. 調試圖像的整體銳度：通過調節 TextureStr 和 EdgeStr 來設定圖像整體的銳度。 TextureStr 決定了圖像的無方向細節紋理區域的銳度，增大 TextureStr 能夠增強無方向的細節紋理的清晰度，比如提高草地毛發等細節紋理的清晰度。EdgeStr 決定了圖像的帶方向的邊緣的銳度。
2. 調節細節紋理區域的細碎度風格：調節 TextureFreq 可以調節圖像的無方向細節紋理的細碎度風格。TextureFreq 越大，圖像的細節紋理就越細碎，否則細節紋理就越粗越圓潤，但是 TextureFreq 過大，圖像的細節紋理會過于細碎而不自然，圖像的細節紋理過 于細 碎 會 給 人 眼 造 成圖像模 糊 的 感 覺 。同時， TextureFreq 調 大後 ，圖像的 清晰 度 也 會 提 高 。
3. 調試邊緣的纖細圓潤風格： 調節 EdgeFreq 可以調節圖像的 帶 方 向 的 邊緣 和細節的 纖薄 或 者 圓潤 的 風 格 。 EdgeFreq 越 大 ，圖像的 邊緣 就越 銳利 越纖薄 、 邊緣 的過 渡 更加細 窄 ，分 辨 率線 數 也 更 高 更 清晰 。 EdgeFreq 越 小，圖像的 邊緣 就越粗越圓潤 。 但 是 E 過 大 ，圖像的 邊緣 會因為過于 纖薄 而 出現 虛 邊現 象 ，圖像會不自 然 。
4. 控制銳化後圖像的整體的shoot強度： 通 過調節 OverShoot 可以 控 制 銳化後 的圖像整體 的 邊緣 的 白邊 和細節 紋理 區的 白點噪 聲的 大 小。 通 過調節 UnderShoot 可以 控 制 銳化後 的圖像整體的 邊緣 的 黑邊 和細節 紋理 區的 黑點噪 聲的 大 小。 減 小 OverShoot 可以 減 弱 銳化後 的圖像的 白邊 和 白點噪 聲， 減 小 UnderShoot 可以 減 弱 銳化後 的圖像的 黑邊 和 黑 點噪 聲。 但 是， 減 小 OverShoot 和 UnderShoot ，圖像的 銳 度 也 會 減 弱 ， OverShoot 和 UnderShoot 的 值 過小，會導 緻 圖像 出現 油畫 效果 。
5. 銳度不明顯下降的情況下跟據局部特征抑制邊緣的黑白點： 增 大 ShootSupStr 并合 理 的調節 ShootSupAdj ，可以在圖像 清晰 度不明 顯 下 降 的 情況 下，使 銳化後 的圖像 邊緣 的 黑邊白 邊 的 強 度（ 幅 度） 減 弱 、 寬 度 變 窄 。調 大 ShootSupStr 可以 收窄 邊緣 的 黑白邊 的 寬 度， 此時，為了 避免 細節 紋理 區的 shoot 被 ShootSupStr 抑 制而 影響 細節 紋理 區的 清晰 度， 應 當 适 當 調 大 ShootSupAdj 。 ShootSupAdj 設定較 小時， 草 地 毛 發等細節 紋理 的 shoot 也 會 被 ShootSupStr 抑 制而導 緻 細節 紋理 的 清晰 度 被減 弱 ，此時可以調 大 ShootSupAdj 來 避免草 地 毛 發等細節 紋理 的 清晰 度的 損 失 ，一 般 ShootSupAdj 大 于 6 就 可以 避免草 地 毛 發等細節 紋理 的 清晰 度的 損 失 ， ShootSupAdj 越 大 ，對 邊緣 的 黑白邊 的 抑 制 強 度 也 越 大 。 ShootSupStr 和 ShootSupAdj 太 大 ，會導 緻 圖像 邊緣 的 shoot 都 被 抑 制， 從 而明 顯 地 降低 圖像的 銳 度。 視訊 模式下，保 留 一定的 黑邊白邊 可以提升圖像的 清晰 度，因 為 黑白邊 的 存 在能 讓 人 眼感 覺 銳 度更 高 ，是以， 視訊 模式下， ShootSupStr 不 需 要 設 的 太 大 ， ShootSupAdj 應 該設定 一個中 間值 。 當 ShootSupStr 等于 0 時， 該功 能關 閉 ，調 節 ShootSupAdj 無效 。
6. 細節紋理區和大邊緣shoot的單獨調試： 在圖像的整體 清晰 度和 shoot 都 調到合适 後 ，可以調節 DetailCtrl 和 DetailCtrThr 來 單 獨 調節細節 紋理 區和 大邊緣 的 shoot 強度。 一 般情況 下，建議 DetailCtrl 設 為128 。
7. 邊緣銳化後的平滑度調節： 通 過調節 EdgeFiltStr 可以調節圖像 銳化後 的 邊緣 的 平滑度。EdgeFiltStr 比 較 小時，圖像的 邊緣 都 會更 多 的 被當 成 無 方 向紋理 增 強 ，主要是TextureStr 起 作用， EdgeStr 參數 基 本不 起 作用， 邊緣較銳 、同時 鋸齒 和 邊緣噪 聲 會比 較大。 EdgeFiltStr 比 較大 時，圖像的 邊緣 會更 多 的 被 判斷 成為有方 向 的 邊緣來 增 強 ，此 時，圖像的 邊緣 的 銳化 主要 就 是 EdgeStr 起 作用，圖像的 邊緣 就 會 越 平滑 ， 邊緣噪聲 就越 小。 EdgeFiltStr 越 大 ， 邊緣 越 平滑 ， 邊緣 過 渡 帶也 相對 越 寬 。
8. 對弱紋理單獨進行銳化的增益控制： 圖像的 弱 紋理 和 噪 聲 很難 區分，可以 通 過調節WeakDetailGain 來 單 獨 調節圖像 弱 紋理 的 銳化 程度。 該值 等于 0 ，圖像 弱 紋理 和圖像其 他區域的 銳化 程度相 當 ， 該值 越 大 ，圖像 弱 紋理 的 銳化 程度 越 大 ， 當該 參數過 大 ，可 能 帶來白邊 加 重甚 至 虛 邊 的 副 作用
9. 單獨調節高飽和顔色區域和膚色區域的銳度 根據 深 紅 色 區域、深 藍 色 區域、 綠 色 區域和人 臉皮膚 區域的 噪 聲 大 小 來 單 獨 調節 RGain 、 Ggain 、 BGain 和 SkinGain ，以 讓 深 紅 色 區域、深 藍 色 區域、 綠 色 區域和人 臉皮膚 區域的 噪 聲和細節 輪廓 達 到最 佳 的 平 衡效果 。其中，由 SkinUmin ， SkinVmin ， SkinUmax 和 SkinVmax 這 4 個 坐 标所 圈 定的 矩 形 窗 範圍 即 為 膚 色 區域的範圍，可以 根據實 際 的圖像的 膚 色 範圍， 重 新 設定 SkinUmin ， SkinVmin ， SkinUmax 和 SkinVmax 這 4 個 值 ， 從 而 重 新定義 膚 色 範圍。