sensor常見問題分析方向

1、Galaxycore CTS TrainingGalaxycore Inc.2014.03.14目錄 主要術(shù)語的雙語全稱及縮寫 部分概念的名詞解釋 常見問題分類及debug手法2022-6-272主要術(shù)語 terminology(1) Auto Exposure Control(AEC) 自動曝光控制(2) Auto White Balance(AWB) 自動白平衡(3) Auto Focus(AF) 自動對焦(4) Image Interpolation algorithm 圖像插值算法(5) Black Level Calibration 黑電平校準(zhǔn)(6) Gamma Curve 伽瑪曲線

2、(7) Color Matrix (RGB to RGB) 色彩還原矩陣(8) RGB to YUV and RGB to YCbCr Matrix 色彩空間轉(zhuǎn)換矩陣(9) Edge enhancement 邊緣強(qiáng)化(10) De-noise 去噪(11) Delete defective points (Bad Pixel/Cluster Correction)去壞點(diǎn)(12) Lens shading compensation (LSC) 鏡頭陰影補(bǔ)償2022-6-2733A主要術(shù)語 terminology(13) Brightness 亮度(14) Saturation 色彩飽和度(15)

3、 Image Contrast 圖像對比度(16) Special Image effects 特殊效果(17) Dynamic Range動態(tài)范圍(17) Banding filter(Flicker) (50Hz&60Hz) 工頻干擾(18) Rolling exposure mode 行曝光模式(19) Frame Exposure mode 幀曝光模式(20) Image Resolution 圖像分辨率2022-6-274名詞解釋Auto Exposure Control(AEC) 自動曝光控制AEC是調(diào)節(jié)電子快門和增益來控制曝光時(shí)間，使芯片在各種亮度的環(huán)境下都能有合適的亮度

4、。其目標(biāo)亮度，調(diào)節(jié)速度，亮度收斂和門限控制均可以設(shè)置。 Auto White Balance(AWB) 自動白平衡自動白平衡就是在任何色溫下通過調(diào)節(jié)R, G, B的增益把白色物體還原為白色。白平衡能力是傳感器對在光線不斷變化環(huán)境下的色彩準(zhǔn)確重現(xiàn)的能力表示。Auto Focus (AF) 自動對焦數(shù)字圖像處理理論中，信號或圖像的能量大部分集中在幅度譜的低頻和中頻段，但圖像輪廓的銳度和細(xì)節(jié)的豐富度取決于圖像的高頻成份。聚焦越準(zhǔn)，圖像的輪廓細(xì)節(jié)越清晰，相鄰的點(diǎn)之間的亮度差值越大。自動對焦的過程就是求調(diào)焦評價(jià)函數(shù)最大值的過程。2022-6-275名詞解釋Black Level Calibration

5、黑電平校準(zhǔn) Offset 實(shí)際的電路是不可能做到在光電子很微弱的時(shí)候，電路輸出也為0的。光信號通過與參考電壓（Vreference）差分后，通過PGA放大，送至A/D轉(zhuǎn)換。信號很微弱的時(shí)候，有可能就不能被A/D轉(zhuǎn)換出來，一方面導(dǎo)致在光線很差的時(shí)候，丟失了部分細(xì)節(jié)；另一方面，會將經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)經(jīng)過ISP處理的時(shí)候，一致性不夠。 為滿足實(shí)際電路需要，保證芯片的一致性，我們在電路中設(shè)計(jì)時(shí)引入Offset，芯片在通過差分電路放大的時(shí)候，人為加入一個(gè)固定的Offset。 Dark Current 暗電流，單位：mv/s，會根據(jù)曝光時(shí)間的變化而變化。具體表現(xiàn)在：暗光下（黑盒子罩?。?，關(guān)閉AEC，手

6、動寫入曝光時(shí)間，根據(jù)曝光時(shí)間的不同，當(dāng)前圖片的亮度也會不同。 Dark current值隨著曝光時(shí)間的累積，會變大，與工藝、溫度等有關(guān)系?？梢酝ㄟ^黑盒子、增長曝光時(shí)間/加溫來測出。2022-6-276名詞解釋色彩空間 Color space色彩模型是描述使用一組值（通常使用三個(gè)、四個(gè)值或者顏色成分）表示顏色方法的抽象數(shù)學(xué)模型。在色彩模型和一個(gè)特定的參照色彩空間之間加入一個(gè)特定的映射函數(shù)就在參照色彩空間中出現(xiàn)了一個(gè)明確的footprint。這個(gè)footprint稱為色域，并且與色彩模型一起定義為一個(gè)新的色彩空間。數(shù)字圖像處理常用的幾種色彩空間：RGB空間（R-紅，G-綠，B-藍(lán)）采用加法混色法，

7、因?yàn)樗敲枋龈鞣N“光”通過何種比例來產(chǎn)生顏色。光線從暗黑開始不斷疊加 產(chǎn)生顏色。RGB描述的是紅綠藍(lán)三色光的數(shù)值。RGBA是在RGB上增加阿爾法通道實(shí)現(xiàn)透明效果。HSV空間（色相hue, 飽和度saturation, 明度value），也稱HSB (B指brightness)是藝術(shù)家們常用的，因?yàn)榕c加法減法混色的術(shù)語相比，使用色相，飽和度等概念描述色彩更自然直觀。CIE L*a*b*空間，三個(gè)基本坐標(biāo)表示顏色的亮度（L*, L* = 0生成黑色而L* = 100指示白色），它在紅色品紅色和綠色之間的位置（a*負(fù)值指示綠色而正值指示品紅）和它在黃色和藍(lán)色之間的位置（b*負(fù)值指示藍(lán)色而正值指示黃色

8、）。2022-6-277名詞解釋Dynamic Range動態(tài)范圍動態(tài)范圍是測量圖像傳感器在同一張照片中同時(shí)捕獲光明和黑暗物體的能力，通常定義為最亮信號與最暗信號（噪聲門檻級別）比值的對數(shù)，通常用54dB來作為商業(yè)圖像傳感器的通用指標(biāo)。Gamma伽瑪曲線Gamma矯正是一種參數(shù)值，原用來表示陰極射線管(CRT)顯示器的非線性特性。我們現(xiàn)在說的gamma校正是為克服人眼視覺系統(tǒng)對于亮度/RGB三色信號的感受的非線性（大致呈一種對數(shù)關(guān)系）而引入的一種傳輸函數(shù)。Color Matrix 色彩矩陣Color Matrix起到校正色彩作用，用以消除由color filter 及micro lens等產(chǎn)生

9、的crosstalk和其它色彩失真，以便可以還原真實(shí)色彩。2022-6-278名詞解釋Bad Pixel/Cluster 壞點(diǎn)CCD/CMOS成像元件中某個(gè)感光單元損壞造成該點(diǎn)無法正常感光，從而導(dǎo)致圖像的同一固定位置出現(xiàn)全白、全黑或某種顏色的斑點(diǎn)。簡單地說，在不同場景下，如果圖像中同一個(gè)位置某個(gè)像素點(diǎn)永遠(yuǎn)保持一個(gè)顏色，那么這個(gè)像素很可能就是壞點(diǎn)了。去壞點(diǎn)算法是在圖像上選取一定單元，比較中心點(diǎn)與四周點(diǎn)的差異性，用門限判別法找出亮點(diǎn)和暗點(diǎn)兩種不同的壞點(diǎn)并自行填補(bǔ)。Noise 噪聲CCD/CMOS成像元件的感光二極管(photodiode)在接受光線照射之后能夠產(chǎn)生輸出電流，會導(dǎo)致Pixel的電壓下

10、降，下降后的電壓會作為光強(qiáng)的參照，但是由于這個(gè)電壓比較小，不足以進(jìn)行運(yùn)算，必須進(jìn)行一個(gè)放大器放大后才能進(jìn)行處理，在放大的過程中會將信號與噪聲同時(shí)放大，體現(xiàn)在圖像上就是噪點(diǎn)現(xiàn)象。GC2155以前的芯片均使用基于雙邊濾波的去噪算法，在圖像上選取一定單元，由四周點(diǎn)計(jì)算出中心點(diǎn)的值，再通過和中心點(diǎn)原本的值加權(quán)平均后得到去噪后的值。2022-6-279名詞解釋Lens shading compensation (LSC) 鏡頭陰影補(bǔ)償由于絕大多數(shù)的鏡頭是球面系統(tǒng)，遠(yuǎn)離主光軸的光線穿過鏡頭時(shí)會產(chǎn)生衰減，因此，處于芯片四周的感光元件無法吸收全部的平行入射光線，體現(xiàn)在圖像上便是圖像四周的亮度比中心要暗。LSC

11、模塊可以提高圖像邊緣區(qū)域像素點(diǎn)的增益，從而對圖像四周的亮度進(jìn)行補(bǔ)償。Edge enhancement 邊緣增強(qiáng)邊緣增強(qiáng)是通過臨近像素的特性重新找回細(xì)節(jié)，對邊緣進(jìn)行強(qiáng)化，使整個(gè)圖像看起來更加清晰銳利。具體做法是沿方向做內(nèi)插，用低通的方式將方向信息不明顯的平坦區(qū)域加以平滑；用高通濾波對方向信息明顯的邊沿區(qū)域進(jìn)行銳化。2022-6-2710常見問題 點(diǎn)/線問題 偏色問題 花屏問題 點(diǎn)不亮問題 其他2022-6-2711常見問題 點(diǎn)/線問題 黑點(diǎn)/白點(diǎn)/若隱若現(xiàn)的傷點(diǎn)，統(tǒng)稱壞點(diǎn) 對于YUV sensor，做cisctl bypass，觀察raw圖像上壞點(diǎn)的規(guī)模，確認(rèn)該款芯片的去壞點(diǎn)能力是否足以去除壞點(diǎn)

12、 對于raw sensor，同樣需要觀察raw圖像上壞點(diǎn)的規(guī)模，結(jié)合平臺的去壞點(diǎn)能力考量，如果壞點(diǎn)本身size較小，可以申請讓FAE調(diào)試平臺端的去壞點(diǎn)強(qiáng)度 遇到壞點(diǎn)問題芯片，需與生產(chǎn)部門確認(rèn)，該壞點(diǎn)的size是否在FT的spec之內(nèi)，是否為漏檢逃逸 臟污 多由芯片/模組制程中潔凈度不夠帶來 加強(qiáng)管控2022-6-2712常見問題 點(diǎn)/線問題 麻點(diǎn) 多與模擬部分相關(guān) （1）signal range不飽和 （2）模擬部分參數(shù)調(diào)試異常/模擬電路部分存在異常 對策：與AE部門確認(rèn)是否為批次問題/是否要更新寄存器，請F(tuán)T確認(rèn)能否卡出2022-6-2713常見問題 點(diǎn)/線問題 閃線，綠/紫色，多為PCLK

13、/SYNC信號不同步導(dǎo)致，可嘗試 降頻 修改驅(qū)動能力 反PCLK極性 橫/豎死線，多為白色/淡色，單條，通常與制程相關(guān)，軟件調(diào)試無效，若發(fā)生此類情況，可懷疑為FT漏檢 左邊豎帶，多為GC早起芯片未分電源，HS翻轉(zhuǎn)時(shí)帶來?；緹o解，可以嘗試優(yōu)化的手段為 分電源，AVDD28與IOVDD分開接，盡量給IOVDD供1.8V 時(shí)鐘降頻 FPC Layout上改進(jìn)鋪地2022-6-2714常見問題附：本頁匯總DVP sensor常見閃線/斜線/切屏問題的圖像表現(xiàn)與對應(yīng)原因（2-1）2022-6-2715常見問題附：本頁匯總DVP sensor常見閃線/斜線/切屏問題的圖像表現(xiàn)與對應(yīng)原因（2-2）2022

14、-6-2716常見問題 點(diǎn)/線問題 類似電源干擾般的均勻橫/豎線，可能為供電異常 檢查對應(yīng)電源信號的供電電平是否正常 檢查芯片internal的電源pin（如AVDD25/Vpixel/Vref等）上的電壓是否滿足寄存器的設(shè)定值 檢查電源pin上對應(yīng)的電容/磁珠是否有虛焊 SRAM做壞，表現(xiàn)為周期為7的黃/綠線條 無解 Fixed Pattern Noise (FPN) 通常網(wǎng)盤代碼給出的參數(shù)是不會放出顯著FPN現(xiàn)象的，此時(shí)請檢查客戶端驅(qū)動與網(wǎng)盤代碼的一致性 時(shí)鐘頻率太快/供電電壓過低也可能導(dǎo)致部分FPN現(xiàn)象2022-6-2717常見問題部分異常圖像2022-6-2718常見問題 偏色問題 O

15、ffset/Dark current 目前GC sensor的BLK工作模式有三種 全部用offset統(tǒng)計(jì)（sdark mode） 同時(shí)用offset和dark current統(tǒng)計(jì)（sdark + ndark mode） 全部用dark current統(tǒng)計(jì)（ndark mode） 可能是BLK mode模塊出問題導(dǎo)致偏色的原因可能為 BLK正常模塊工作，但offset/dark current為0，導(dǎo)致BLK做不準(zhǔn) BLK工作異常，offset/dark current減不準(zhǔn) 注：部分GC sensor在高溫時(shí)，BLK用Sdark mode發(fā)生四角偏紅現(xiàn)象、用ndark mode發(fā)生偏綠現(xiàn)象（

16、參見GC2155高溫試驗(yàn)）2022-6-2719常見問題 偏色問題 IR cut Image sensor不僅對可見光譜感光，而且對紅外光譜感光。 IR就是infrared紅外光。如果沒有IR-Cut Filter。圖象就會明顯偏紅。這種色差是沒法來用軟件來調(diào)整的 如果懷疑模組偏色是有鏡頭不帶IR cut引起，可將問題模組的鏡頭換下做交叉實(shí)驗(yàn)來判定2022-6-2720常見問題 偏色問題 AWB 排除掉Offset與IR cut的問題之后，判斷偏色場景的AWB是否判錯(cuò)/白點(diǎn)是否選對 （1）對于GC2035以前的芯片，讀取AWB R use/AWB G use/ AWB B use的值，如果三個(gè)

17、值相去甚遠(yuǎn)，說明此時(shí)的AWB處于不準(zhǔn)確狀態(tài)；對于GC2035以后的芯片，進(jìn)入AWB debug mode讀取當(dāng)前判斷的光源，如果讀取到的色溫值與當(dāng)前環(huán)境色溫有很大差別，說明此時(shí)的AWB處于不準(zhǔn)確狀態(tài) D75 D65 D50 CWF TL84 U30/A Horizon 0 x01 0 x02 0 x04 0 x08 0 x10 0 x20 0 x40如果讀出0 xff，則當(dāng)前環(huán)境為混合光源 （2）可以直接在AWB show mode中觀看當(dāng)前的白點(diǎn)map，如果白點(diǎn)map顯示的白色區(qū)域與實(shí)際場景中的白色區(qū)域有較大出入，可以判斷為AWB判斷存在偏差 （3）如果色溫判斷正確，讀取AWB R gain/AWB G gain/AWB B gain，確認(rèn)RGB gain是否被Gain Limit限制住2022-6-2721常見問題花屏問題 電源/接地問題 確認(rèn)/調(diào)整外部供電電壓 確認(rèn)/調(diào)整internal電壓寄存器 確認(rèn)FPC layout有無按照模組設(shè)計(jì)指南的建議做，有否電源線走線過細(xì)過長及鋪地不合理 問題IC在當(dāng)前的PLL頻率下工作異常 可嘗試修改其他頻率，通常是修改倍頻系數(shù)，把Mclk的頻率降下來