對很多剛入行做camera tuning的小伙伴來說，可能對圖像質量還不是很了解，包括我自己剛開始接觸這一行的時候也是一樣，不清楚ISP是什么，為什么要調它，影響畫質的因素又有哪些，哪些是ISP能調的，哪些又不能調的，所以本文主要是從概念上簡單介紹下圖像質量，包括成像產品的分類、不同成像產品圖像質量的要求、以及成像系統的介紹，希望對剛入行的小伙伴能有所幫助，可以加深一下對圖像質量的理解。

1、成像產品的分類

2、圖像質量分類

審美型 （ 人眼評判 ）：

no artefacts! color，noise，detail，focus speed、etc 信息型（ 機器識別、檢測 ）： fast，no information lost，visibility，certain level tolerace to artefacts、etc

根據圖像質量需求的成像產品分類：

3、成像產品的圖像質量要求

審美類成像產品的圖像質量要求

單反相機 -- 真實的還原現實世界，需要遵循一定的客觀成像標準CIPA，ISO，如有藝術創作的需要可以用PS等軟件對照片進行后處理；

手機相機 -- 偏向于人眼視覺，對人/人臉的拍攝有一定要求；

無人機/ 運動相機 -- 視頻的穩定性（防抖、不允許畫面突變），對人/人臉的拍攝有一定要求；

監控相機 -- 低照度噪聲（時域，空域）、HDR、高銳度、對人/人臉的拍攝有一定要求；

信息類成像產品的圖像質量要求

機器視覺相機 -- 人/人臉、 高感光度；

Home Camera -- 家用相機，和監控相機類似，對人臉識別有一定要求；

車載相機 -- 高動態范圍、高感光度、高幀率、motion artefacts、stitching artifacts、滿足一定的人眼視覺（有前視/后視的攝像頭是人眼來看的）；

4、成像系統組成

要理解圖像質量，就必須要了解整個成像系統的組成，搞清楚整個成像系統中有哪些模塊會影響圖像質量，如上以成像過程來描述，

光源（包含人造光、自然光、閃光燈）照到物體上，光線反射進入成像系統，經過鏡頭（對于變焦鏡頭有驅動馬達調整鏡片位置，實現變焦）、光圈、濾光片、快門到達Sensor上成像，

接著出來數字信號傳到ISP進行圖像處理，ISP輸出YUV格式的數據，用于顯示或者經過編碼后進行存儲，又或者用于機器視覺；所以影響圖像質量的因素有很多，包括光源、鏡頭、濾光片、Sensor、ISP、顯示器的顯示、編碼 ........

理解一下就是光源、鏡頭、光圈、濾光片、快門、Sensor構成了一個完整的光學成像系統，但由于光學和半導體的缺陷與局限會導致成像的一系列問題，

就需要經過ISP，用數字信號處理的方法去克服光學，半導體的缺陷導致的成像問題，處理完并得到較好的圖像后，就用來進行圖像的顯示、存儲、或者機器視覺的檢測識別等應用；

總結：整個成像系統是一個軟硬結合、光機電結合的復雜系統，做有些系統架構和硬件架構的人，有必要了解整個系統，才能夠設計出正確的架構，包括做圖像質量的也是從系統角度去處理問題，同樣要了解整個系統，才能更好的完成工作；

5、成像系統的兩條基本主線

圖像重建，圖像重建的過程，就是用數字信號處理的方法去克服光學、半導體的缺陷，清晰勾畫出正確的景物；

圖像重建要克服的光學缺陷與局限：MTF、像差、場曲、vignetting（光暈，暗角）/luma shading（亮度陰影）、glare（眩光）、Geometry Distortion（幾何失真）；

圖像重建要克服的半導體缺陷與局限：defect pixel、sensitivity、dynamic range、noise：temperal noise、fix pattern noise、color noise、spatial noise；

色彩重建，還原出準確豐富的色彩 ，有時還要符合人們主觀傾向的色彩；

色彩重建要克服的光學缺陷與局限：Color shading、chromatic aberration、purple fringe；

色彩重建要克服的半導體缺陷與局限：Cross talk、balck level；

6、成像系統的實時控制

ISP中，關于圖像質量的控制，包含如下3部分：

系統的靜態參數標定：如black level、shading、noise profile、white balance、chromatic aberration correction、etc，主要是針對不同的硬件拍出的raw圖，去做Calibration；

AEAWBAF（自動曝光、自動白平衡、自動對焦）：主要是軟件的3A算法去控制，要求達到曝光/白平衡/對焦的“快”、“準”、“穩”；

系統的動態參數調整：基于上述的靜態標定參數，在各個場景下去調整ISP中相應模塊的動態參數，以達到滿意的效果輸出，如shading，CCM， black level，noise reduction，sharpening、etc；

注：一般從硬件廠商那邊拿到的相同產品，成像效果都是差不多的，所以要有更好的用戶體驗就必須在軟件上面增加自己的優化，如3A算法、后處理算法；

審核編輯：郭婷