Camera-3A AE/AWB/AF

AE(自动曝光-画面亮度)、AWB(自动白平衡-画面色彩程度)、AF(自动对焦-影响焦距以及是否清晰)。

一、电子元件上Color Filter绿色的排列，类似于人眼的感知细胞

二、AWB Theory

1.主要流程

De-mosaic：颜色会标绿，绿色分量会大于彩度分量, Pixel只有R\G\B一种值的Pixel内插成都有R、G、B的值；

AWB：将没有颜色的地方尽量变成灰色，需要乘以对应的Gain值；

Gamma：人眼的感知程度，进行处理

2.AWB流程

主要是根据色温环境拿到对应正确的R-Gain/B-Gain

3.AWB光源分析

a.找出画面中的每个Pixel的分布情况，重画分布，置于下图横轴看中心色色温

b.根据pixel分布、猜测可能光源；

c.根据光源，计算最后的R-Gain/B-Gain

可能问题：

1.只是针对中心色进行处理

2.confusion Color：白光会偏蓝，会减弱一些色系进行补偿，需要打蓝光进行处理。

三、Auto Focus

成像点不一定会落在焦平面商量，需要通过调整镜头使成像点落在焦平面上。弥散圆：在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影像会变成模糊的，形成一个扩大的圆。

人眼能够最小辨认的圆称为容许弥散圆，通常情况下，肉眼分辨率为1/2000~1/5000，人眼在明视距离(眼睛正前方30cm)能够分辨的最小的物体大约为0.125mm，所以弥散圆放大在7寸照片(常用尺寸)也只能是0.125mm以内，也就是图像对角线长度的1/1730左右，这个1/1730左右的容许弥散圆大小对于人格大小的底片或者CCD都适用，所以蔡斯公司制定的标准就是弥散圆直径=1/1730底片对角线长度.

AF即为通过移动镜头达到让成像更清晰的目的。

1.景深(Depth of field)

焦点前后各有一个容许弥散圆，这个俩个弥散圆之间的距离称为焦深，那么在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是景深。

景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化，对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。

2.stepper motor驱动相机原理

电机推动相机进行Auto Focus相关的处理，相关log里面有Len可以看到推动的距离以及相关信息。

3.AF算法

主动式距离测式方法(这种方法需要额外的元件进行处理)

被动式距离测试方式主要是通过屏上预览来测试对比度，对比度越清晰，核焦越清晰，

预览相邻点相减，越大约sharp，越小越smooth (FV-Focus value)。

Point value(pos, FV-对比值)图以及常用的计算方法如下：

4.AF影响因素

AF主要由以下俩个因素决定，1.速度、2.精确度，在上图测试最佳的FV值已经Lens step的图标也可以看出来，Lens拉动距离和周围的FV差值存在一定意义上的最优解可以使得AF达到最佳的效果。

5.AF Mode

Single AF- Focus View框里面的FV值作为对比进行对焦，只对焦View里面的场

2. Multi AF-选取主体距离物镜最近的距离

3. Continuous AF-自动侦测画面中心是否场景变化，确保画面清晰

四、 AE(Auto Exposure)

AE基本目的是控制Sensor的曝光和ISO，使影像的亮度正常，不过暗或过亮。曝光即为控制sensor累积电子讯号的时间，积累时间越长，影像就越亮，但若不是静止物体就会有拖影的现象出现。

1.ISO(Sensor Gain)

控制sensor累积电子讯号之后的放大倍率，放大倍率越大，影像越亮，但是杂讯就越严重，曝光太长、ISO太大都会有很多问题，需要寻求一个比较合理的值。

2.AE流程

3.AE Smooth

当环境亮度剧烈变化时，曝光时间与ISO相对应的变化也会相当剧烈；曝光时间与ISO的剧烈变化都在同一Frame中全部生效，会造成迅速改变画面亮度的现象，视觉体验极差；但若是AE收敛的过程太久，视觉体验也一样不好。所以AE Smooth的目的在于控制AE的收敛速度，目的的能得到较好的视觉体验感。

4.AE Mode

AE mode的三种模式没有好坏之分，需要根据场景进行一定的选择，下面是三种场景下的现象，一般肯定是选用Center Mode，因为这种mode可以兼顾到周边和中心之间的所有光感以及画面质量。

相同的期望亮度下，使用Spot Mode会得到较高的当前亮度，随之AE就会设定较弱的曝光时间和ISO来拉低亮度。反之使用Average Mode就会得到较低的当前亮度，随之AE就会设定较高的曝光时间和ISO来拉高亮度。