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化腐朽為神奇！揭開ISP圖像處理的神秘面紗，基于瑞芯微RK3568J工業(yè)平臺！
2024/04/29
ISP圖像處理前后圖像對比
化腐朽為神奇！經(jīng)過ISP圖像處理的圖片前后對比是如此驚人！從下圖中可以觀察到，未經(jīng)處理的原始圖像偏綠且暗淡，而經(jīng)ISP圖像處理的圖像能夠清晰地還原現(xiàn)場真實的顏色細節(jié)！
圖1 原始圖像顯示效果
圖2 經(jīng)ISP圖像處理后顯示效果
ISP說明
ISP簡介
ISP(Image Signal Processor)，即圖像信號處理，主要作用是處理前端圖像傳感器輸出的信號，主要功能有線性糾正、噪聲消除、自動白平衡、自動曝光控制等，能在不同的光學條件下很好地還原現(xiàn)場細節(jié)。
ISP優(yōu)勢
由于不同傳感器的差異以及拍攝環(huán)境的多樣性，傳感器輸出的原始數(shù)據(jù)和人們預期的圖像有一定差距，因此ISP就起到了相當重要的作用。例如：夜間光照不足、大霧、沙塵等，均會使采集的圖像造成影響，存在成像模糊、噪聲污染及曝光不均等問題，而經(jīng)ISP圖像處理的圖像會有明顯的優(yōu)化。
RK3568J ISP功能介紹
RK3568J的ISP21模塊支持標準的Sensor圖像數(shù)據(jù)處理，包括自動白平衡，自動曝光，Demosaic，壞點矯正及鏡頭陰影矯正等基本功能，也支持HDR、去霧、降噪等高級處理功能。ISP21功能框圖如下圖所示。
圖3 ISP21功能框圖
RK3568J的ISP圖像處理基于RKISP2.x Tuner工具對攝像頭采集的圖像進行標定得到IQ參數(shù)文件，通過IQ參數(shù)文件將攝像頭采集的圖像進行優(yōu)化處理后發(fā)送至顯示設備。
RKISP2.x Tuner提供了一套便于用戶調試ISP參數(shù)的工具，用戶可以在RKISP2.x Tuner中對所有ISP模塊開展標定(Calibration)、調試(Tuning)等工作。
圖4 RKISP2.x Tuner工具界面
用戶可以使用RKISP2.x Tuner提供的抓圖工具(Capture Tool)來拍攝RAW圖，在標定工具(Calibration Tool)中完成基礎模塊的標定工作，在RKISP2.x Tuner中連接設備，在線進行ISP參數(shù)調試。
圖5 RKISP2.x Tuner調試流程圖
RK3568J工業(yè)平臺典型應用領域
圖6 RK3568J工業(yè)平臺典型應用領域
ISP圖像處理開發(fā)案例
本章節(jié)主要介紹瑞芯微RK3568J的ISP圖像處理開發(fā)案例，使用的硬件平臺為：創(chuàng)龍科技TL3568-EVM工業(yè)評估板。
為了簡化描述，正文僅摘錄方案功能描述與測試結果，詳細產(chǎn)品資料請掃描文末二維碼下載。
功能說明
本案例基于RKISP2.x Tuner工具對攝像頭采集的圖像進行標定得到IQ參數(shù)文件，通過IQ參數(shù)文件將攝像頭采集的圖像進行優(yōu)化處理后發(fā)送至顯示設備
硬件連接
評估板默認已支持HDMI OUT顯示，請將評估板HDMI OUT接口連接至HDMI顯示屏，使用FFC軟排線將MIPI攝像頭模塊（型號為MCAM400）連接至評估板CAMERA接口，通過網(wǎng)線將評估板千兆網(wǎng)口ETH0 RGMII連接至路由器。硬件連接如下圖所示。
圖7
原始圖像顯示演示
評估板上電啟動，執(zhí)行如下命令將攝像頭采集的圖像實時顯示至HDMI顯示屏，該畫面是未經(jīng)過ISP圖像處理的原始畫面，如下圖所示。按"Ctrl + C"可退出程序。
Target#
/rockchip-test/camera/camera_rkisp_test.sh
圖8
圖9 原始圖像顯示效果
可以觀察到，HDMI顯示屏實時顯示攝像頭采集的原始圖像偏綠色且暗淡。
RKISP2.x Tuner工具調試演示
以下主要介紹使用RKISP2.x Tuner工具進行標定處理。
打開RKISP2.x Tuner工具，導入原始圖像后，進入CCM標定界面，然后設置飽和度，點擊"Calibrate"開始標定。
圖10
標定完成后，點擊"Result"頁面，可查看結果。
圖11
可點擊"Save"將新標定數(shù)據(jù)保存至IQ參數(shù)文件ov4689_RK-CMK-8M-2-v1_CK8401.json中。
備注：如需了解通過RKISP2.x Tuner工具創(chuàng)建及配置IQ參數(shù)文件的詳細步驟，請參考我司提供的用戶手冊。
ISP圖像處理效果演示
評估板上電啟動，請將IQ參數(shù)文件ov4689_RK-CMK-8M-2-v1_CK8401.json拷貝至評估板文件系統(tǒng)"/etc/iqfiles/"目錄下，然后重新啟動評估板。
圖12
進入評估板文件系統(tǒng)，執(zhí)行如下命令，將攝像頭采集的圖像實時顯示至HDMI顯示屏，該畫面是經(jīng)ISP圖像處理的顯示效果，如下圖所示。按"Ctrl + C"可退出程序。
Target#/rockchip-test/camera/camera_rkisp_test.sh
圖13
圖14 經(jīng)ISP圖像處理后顯示效果
可以觀察到，攝像頭實時采集的圖像經(jīng)過ISP圖像處理后，顯示效果相比原始圖像有明顯的優(yōu)化。顯示效果跟實際測試環(huán)境以及IQ參數(shù)文件配置有關，測試結果僅供參考。
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