相機曝光原理 - 程式人生

正確的曝光值對影象有著重要影響，曝光過度照片看起來會過亮，曝光不足圖片看起來會太暗。

在攝像機中自動曝光模組用於調整照射到感測器上的入射光量從而 ... 程式人生>>相機曝光原理 相機曝光原理 阿新••發佈：2019-02-16 摘要：自動曝光本質是通過控制曝光時間和光圈大小來控制亮度，是整體影象達到最佳亮度效果。

1.曝光簡述 正確的曝光值對影象有著重要影響，曝光過度照片看起來會過亮，曝光不足圖片看起來會太暗。

在攝像機中自動曝光模組用於調整照射到感測器上的入射光量從而充分利用其動態範圍。

曝光過程其實就是在給定的靈敏度下通過控制光圈和快門速度達到控制照射到感測器上的光量的過程。

曝光不足 曝光過度 曝光正常 2.曝光相關引數 常用的曝光時間（s）： 1，1/2，1/4，1/8，1/15，1/25，1/30，1/60，1/125，1/250，1/500，1/1000，1/2000 常用光圈級數： F1，F/1.4，F/2，F/2.8，F/4，F/5.6，F/8，F/11，F/16，F/22 自動曝光模式通常有三種： 自動曝光：快門和光圈都是自動模式。

快門優先：使用者選定快門速度，光圈為自動模式；該模式通常用於拍攝快速運動的物體，如果快門速度過慢，則獲取的影象會模糊（夜晚通過增加曝光時間來降噪獲取的圖片會有拖影不知是否和這個有關係？）。

光圈優先：使用者決定光圈大小，快門為自動模式；該模式通常用來控制景深，光圈值越大照片景深層次越分明。

3．曝光值的計算 曝光值（exposurevalue，EV）代表能夠給出同樣曝光的所有相機光圈和快門的組合。

其是一個以2為底的對數刻度系統。

EV=log2N2tEV=log2N2t 其中N是光圈（F值）;t是曝光時間（快門），單位秒。

曝光值0（EV0）對應於曝光時間為1秒而光圈為f/1.0的組合或其等效組合。

曝光值也是影象亮度和相當感光度的函式： EV=f(BV,SV)EV=f(BV,SV) BV表示亮度值 SV表示感光度值 對於一種影象sensor來說，一般其感光度是單一的。

我們可以通過測光裝置來獲取關係式中的f。

傳統相機的相當感光度一般用ISO表示，該數值越大，膠捲對光線的敏感程度也增加。

為了使用者便於理解，企業一般將數碼相機的CCD/CMOS感光度（或對應光線靈敏度）等效轉換為傳統膠捲的感光度，因而數碼相機也就有了“相當感光度”這一說法。

當iso值從100增加到200時，影象噪度和顆粒度增加了%40.一般來講，當光照條件足夠是，以最小的iso值來拍攝相對靜止的物體，就可以獲得清晰度較高的照片。

對於目前我們使用的sensor一般來說每款sensor的感光度都是固定的，所以需要確定，Ev和BV的值，然後就確定了關係f。

有兩種獲取EV和BV的值，一種是通過測光計測量亮度，然後查表查出曝光值；另一種方法是根據中性灰或者%18的反光率來獲取一個合適的曝光值。

如果相機中有很亮和很暗的值，這種方法獲取的值就存在非常大的誤差，這種情況下可以採用手動曝光來解決。

曝光值，光圈，曝光時間對照表 4.曝光時間的計算 一個非線性操作和色彩控制之前預先設定好的模擬和數字增益放大器，被用來執行自動曝光的資訊感知和控制。

亮度值Y用於作為控制曝光時間的指標。

整個影象感知區域分為多個同步子模組（巨集塊），稱為自動曝光視窗。

如下圖1.1展示了一個典型的自動曝光視窗的佈局。

對於一個RGB色彩濾波陣列的影象感測器而言，色彩資訊可以轉化為Y值以便衡量入射光強，自動曝光訊號處理模組計算所有自動曝光視窗訊號的平均值和峰值，並將其傳遞給微處理器。

微處理器中執行的自動曝光控制程式會估計每一個值並決定最佳的曝光時間，這樣的估計演算法有很多，例如常用的利用視窗值的方差進行計算。

5曝光控制演算法 目前常用的曝光方法一般有兩種，一種是根據亮度來計算曝光時間或者光圈值；另一種是研究不同光照條件下，亮度與曝光值的關係（EV=f(BV,SV)中的f）來進行曝光控制。

具體的控制演算法可以參考網上論文。

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