技术科普 | 平台调试-自动曝光（AE）
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自动曝光（AE）是平台3A算法中很重要的模块，它决定了手机拍摄得到图片的明暗，如下图所示，欠曝和过曝都会影响拍摄效果。
图像亮度主要由光圈、曝光时间、ISO三者共同决定。
图像亮度主要由光圈、曝光时间、ISO三者共同决定。
光圈
控制进光量；
曝光时间
感光芯片光子采样时间；
ISO
增益
为了使我们更好理解这三个概念，这里用水池蓄水的模型来解释它们。
首先，我们把图片亮度（感光芯片成像的进光量）比作水容量，那么图片欠曝、过曝和正常，相当于水池里水容量不足，溢出，适中。
假如现在我们要往水池里放水，光圈好比水龙头口的大小，水龙头的口越小，相同时间内进入水池的水就越少；水龙头的口越大，相同时间内进入水池的水就越多（即光圈越小，进光量越小；光圈越大，进光量越大）
曝光时间好比水龙头放水时间，时间越短，进入水池的水就越少；放水时间越长，进入水池的水就越多。（即曝光时间越短，进光量越小；曝光时间越长，进光量越大）
ISO就是一张滤网，滤网越疏，进入水池的水就越多，同时杂质也越多；滤网越密，进入水池的水就越少，同时杂质也越少（即ISO越低，进光量越小，同时画质越好；ISO越高，进光量越大，同时噪点越多，画质越差）
什么是自动曝光
手机摄像头的光圈大小一般是固定的，所以手机拍照的亮度由曝光时间和增益(ISO)来控制。手机平台自动曝光就是相机代替人的操作，自动调节曝光时间、ISO，使得所摄物体亮度正常。
第一，如何分辨水池中水适不适中（相机不如人眼这样可以直观的分辨图像明暗，如何判断这幅图像是否亮度合适）；
第二，如何合理控制水龙头开启时间和筛网疏密（如何调整曝光时间、ISO调节的比例）。
我们先看第一个问题，想知道手机如何判断这幅图像是否亮度合适，我们先要了解曝光的亮度标准。
曝光的亮度标准
我们都知道模组中感光芯片接收物体反射的光才可以转换为我们看到的图像。因此图片上物体的亮度（也可称为灰度）是由物体对光线的反射率来决定的，例如纯黑色的反射率是0，纯白色的反射率是100%。
下图为灰度从低到高的示意图：
科学家认为自然界的平均反射率是18%，我们称之为18%中间灰度。因此采用了一个简单粗暴而又行之有效的方法，统一将图像整体平均亮度设置为18%中间灰度的亮度。
自动曝光算法
有了自动曝光的标准，也就确立了曝光目标，手机平台通过算法自动曝光算法来实现。
目前比较常见的算法有平均亮度法、权重均值法、亮度直方图等。其中最普遍的就是平均亮度法。平均亮度法就是对图像所以像素亮度求平均值，通过不断调整曝光参数最终达到目标亮度。而权重均值法是对图像不同区域设置不同权重来计算图像亮度，例如相机中的各种测光模式的选择就是改变不同区域的权重。亮度直方图法是通过为直方图中峰值分配不同权重来计算图像亮度。
下面自动曝光实现的过程：
第一个问题我想你应该明白了吧！再来看第二个问题：如何调整曝光时间、ISO调节的比例。在手机摄像头光圈不变的情况下，曝光值曝光时间、增益（ISO）共同决定，当计算出一个曝光值，曝光时间、增益有很多种组合方式。增加曝光时间可能会减小手机的帧率，造成相机卡顿或者拍照模糊；增加ISO会使图片噪点增加，怎么组合才是最佳的，曝光表来告诉你！
曝光表
曝光表即为曝光曲线，表中每个曝光量对应一组参数。手机中曝光曲线可以通过平台效果调试工程师来调试的。
我们来下面这张曝光表：
横轴可以理解为曝光表的第几组参数，称为Index，例如第400组参数，此时的ISO为30左右，曝光时间为4000左右。
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