ISP—图像调试实习生（第14天）

ISP—YUV Sharpen调试

实习的第13天，由于傍晚事请太多，没有来得及去写博客，就简单叙说吧，昨天把新拿到一个海思3516EV300芯片，用到的是Sony的sensor，然后把RAW图抓取，黑电平校准、AWB以及CCM重新复习了一边，操作的具体流程请看前几期博客。今天主要是对于YUV Sharpen这块的参数进行介绍，以及调试当中存在的一些问题。

查看当前时刻，sensor的感光度ISO，在越黑的情况下，ISO的感光度越大，在明亮的情况下，ISO的感光度较小。

Sharpen 模块用于增 强 图像的 清晰 度，可以 实现 对图像的 带 方 向 的 边缘 和 无 方 向 的细节纹理 的单 独 锐化 增 强 ，而 且 ， 通 过调节所要增 强 的 频 段 ，可以 实现多种清晰 度 风 格 的 增 强效果 。此 外 ， 还 能 控 制 锐化后 的图像的 overshoot （ 白边白点 ）和 undershoot （ 黑 边黑点 ）。增 强 图像的 清晰 度的同时，不可 避免 的会增 强噪 声， 通 过调节 sharpen 模块 的相关参数， 也 可以 抑 制 噪 声的增 强。

上图为YUV Sharpen模块的系统框图

参数介绍

SkinUmin：肤 色 区域范围 矩 形 窗 的 左 下 角 的最小 坐 标的 U 值

SkinVmin:肤色区域范围矩形窗的左下角的最小坐标的 V 值

重点：

EdgeFiltStr：边缘滤波强度调试参数：实现图像锐化边缘的范围 和边缘平滑强度的控制。该值越大，判为边缘的区 域越多、也越宽，EdgeStr 起作用的图像边缘就越 多，而且，该值越大，沿着边缘方向的平滑滤波强 度也越大，边缘就越平滑。反之，判为边缘的区域越少、也越窄，EdgeStr 起作用的图像区域越少，边缘平滑就越弱。

EdgeFiltMaxC：边缘滤波强度范围的调试参数：该值越大，边缘滤波的最大强度也最大，u8EdgeFiltStr 的可调试范围也越大；一般建议该值大小控制 30 以内。取值范围：[0, 47]；建议值 18。

TextureFreq：图像的无方向细节纹理的增强频段控制。设置图像的细节纹理增强的频率。该值越大，细节纹理的增强就越偏向于高频增强，细节纹理就越细碎。反之，该值越小，细节纹理就越粗越圆润。u16TextureFreq 对应于强度参数 u16TextureStr。u16TextureFreq 越大，图像的细节纹 理就越细碎，该值过大，会导致图像的细节纹理过于细碎而不自然，甚至感觉模糊。

EdgeFreq：图像的带方向的边缘的增强频段控制。设置图像边缘增强的频率。该值越大，边缘的增强就越偏向于高频增强，图像的边缘就越纤薄越窄。反之，该值越小，边缘就越粗越圆润。u16EdgeFreq 对应于强度参数 u16EdgeStr。u16EdgeFreq 越大，图像的边缘就越纤薄越窄，该值过大，会导致图像的边缘过于纤薄而出现虚边现象。

OverShoot：设置图像的 overshoot（锐化后的白边白点）的强度。该值越小，锐化后的白边白点越弱，清晰度也会下降。该值过小，图像会呈油画效果。

UnderShoot：设置图像的 undershoot（锐化后的黑边黑点）的强度。 该值越小，锐化后的黑边黑点越弱，清晰度也会下降。该值过小，图像会呈油画效果。

ShootSupStr：图像锐化后的 overshoot 和 undershoot 的抑制强度。用于在保证清晰度不明显下降的前提下，抑制锐化后的图像的 overshoot 和 undershoot 的宽度和幅度。该值越大，锐化后的图像的 overshoot 和 undershoot的宽度越窄、强度越小。该值变大，理论上不会影响图像的清晰度，只是黑白边变窄以后，会减弱人眼的锐度感受。该参数需要和 ShootSupAdj 配合使用。

ShootSupAdj：图像锐化后的 overshoot 和 undershoot 的抑制强度的调节。该参数配合 ShootSupStr 使用，用于调节ShootSupStr 作用的区域范围。该值越小，则越多的纹理区域的 shoot 会被 ShootSupStr 抑制；该值越大，则只有很强的边缘的 shoot 会被 ShootSupStr 抑制，纹理区域的 shoot 不会被抑制。

DetailCtrl：图像的细节纹理区的 shoot 强度的控制。用于控制图像的细节纹理区域的 shoot 强度，shoot 越大，细节纹理区的清晰度越高。取值范围：[0, 0xFF]。该值等于 128，则图像的细节纹理区域的 shoot 强度和大边缘的 shoot 强度一致， 都分别等于 u8OverShoot 和 u8UnderShoot。该值大于 128，则图像的细节纹理的 shoot 强度大于大边缘，大边缘的 shoot 强度分别等于 u8OverShoot 和u8UnderShoot。该值小于 128，则图像的细节纹理的shoot 强度小于大边缘，大边缘的 shoot 强度分别等于 u8OverShoot 和 u8UnderShoot。

DetailCtrlThr：图像的细节纹理区的 shoot 强度的控制阈值。该值配合 DetailCtrl 使用，用于区分 DetailCtrl 所控制shoot 的纹理区和边缘，也即纹理区和边缘的区分阈值。小于该值的区域为纹理区，该纹理区域的 shoot会被 DetailCtrl 单独控制，而大于该阈值的边缘区域的 shoot 依然等于 u8OverShoot 和 u8UnderShoot。取值范围：[0, 0xFF]，建议值 160。

RGain：深红色区域的锐化增益控制。该值越大，则深红色区域的锐化强度越大。取值范围：[0, 31]；建议值 28。

GGain：绿色区域的锐化增益控制。该值越大，则绿色区域的锐化强度越大。取值范围：[0, 255]；建议值 32。

BGain：深蓝色区域的锐化增益控制。该值越大，则深蓝色区域的锐化强度越大。取值范围：[0, 31]；建议值 28。

SkinGain：肤色区域的锐化增益控制。该值越大，则肤色区域的锐化强度越大。取值范围：[0, 31]；建议值 23。

MaxSharpGain：图像锐化的最大增益限制值。该值越大，图像的锐化幅度越大，反之，锐化幅度越小。适当的调小该参数，可以减少图像的过锐化，可以减少图像锐化后的黑白点。取值范围：[0, 0x7FF]，建议值 160。

WeakDetailGain：对弱纹理单独进行锐化的增益控制。该值等于 0，图像弱纹理和图像其他区域的锐化程度相当，该值越大，图像弱纹理的锐化程度越大，当该参数过大，可能带来白边加重甚至虚边的副作用。取值范围：[0, 127]，建议值 0。

TextureFreq VS EdgeFreq

TextureFreq :主要影响的是图像中的细节问题，是无方向的。

EdgeFreq：影响的是图像的边缘部分，是具有一定方向性的。

TextureFreq 越大，会导致图像中出现大量的噪声，但是影响图像的边缘部分较小。

EdgeFreq越大，在图像中会出现波纹现象

调试步骤

 

auto 档时， Sharpen 的所有参数 都 会 跟 ISO 联 动 ， 也即 ISO 变化 ， Sharpen 各参数的强 度 也 会 随 之改 变 。 Sharpen 在 auto 档的参数 都 根据 ISO 分了 16 档， 两 档 ISO 之 间的 Sharpen 强 度是 线 性 插 值计算 得到。 ISO 越 大 ，图像的 噪 声 越 大 ，图像的细节 纹理 越 不
清晰 ，对图像增 强 就 会增 强噪 声， 也 更容 易 产 生黑白点 的 shoot （ 冲 激噪 声）。因此， 不同的 ISO 场景 下， sharpen 的各个调试参数 设置 都 会有 差别 。

1. 调试图像的整体锐度：通过调节 TextureStr 和 EdgeStr 来设置图像整体的锐度。 TextureStr 决定了图像的无方向细节纹理区域的锐度，增大 TextureStr 能够增强无方向的细节纹理的清晰度，比如提高草地毛发等细节纹理的清晰度。EdgeStr 决定了图像的带方向的边缘的锐度。
2. 调节细节纹理区域的细碎度风格：调节 TextureFreq 可以调节图像的无方向细节纹理的细碎度风格。TextureFreq 越大，图像的细节纹理就越细碎，否则细节纹理就越粗越圆润，但是 TextureFreq 过大，图像的细节纹理会过于细碎而不自然，图像的细节纹理过
   于细 碎 会 给 人 眼 造 成图像模 糊 的 感 觉 。同时， TextureFreq 调 大后 ，图像的 清晰 度 也 会 提 高 。
3. 调试边缘的纤细圆润风格： 调节 EdgeFreq 可以调节图像的 带 方 向 的 边缘 和细节的 纤薄 或 者 圆润 的 风 格 。 EdgeFreq 越 大 ，图像的 边缘 就越 锐利 越纤薄 、 边缘 的过 渡 更加细 窄 ，分 辨 率线 数 也 更 高 更 清晰 。 EdgeFreq 越 小，图像的 边缘 就越粗越圆润 。 但 是 E 过 大 ，图像的 边缘 会因为过于 纤薄 而 出现 虚 边现 象 ，图像会不自 然 。
4. 控制锐化后图像的整体的shoot强度： 通 过调节 OverShoot 可以 控 制 锐化后 的图像整体 的 边缘 的 白边 和细节 纹理 区的 白点噪 声的 大 小。 通 过调节 UnderShoot 可以 控 制 锐化后 的图像整体的 边缘 的 黑边 和细节 纹理 区的 黑点噪 声的 大 小。 减 小 OverShoot 可以 减 弱 锐化后 的图像的 白边 和 白点噪 声， 减 小 UnderShoot 可以 减 弱 锐化后 的图像的 黑边 和 黑 点噪 声。 但 是， 减 小 OverShoot 和 UnderShoot ，图像的 锐 度 也 会 减 弱 ， OverShoot 和 UnderShoot 的 值 过小，会导 致 图像 出现 油画 效果 。
5. 锐度不明显下降的情况下跟据局部特征抑制边缘的黑白点： 增 大 ShootSupStr 并合 理 的调节 ShootSupAdj ，可以在图像 清晰 度不明 显 下 降 的 情况 下，使 锐化后 的图像 边缘 的 黑边白 边 的 强 度（ 幅 度） 减 弱 、 宽 度 变 窄 。调 大 ShootSupStr 可以 收窄 边缘 的 黑白边 的 宽 度， 此时，为了 避免 细节 纹理 区的 shoot 被 ShootSupStr 抑 制而 影响 细节 纹理 区的 清晰 度， 应 当 适 当 调 大 ShootSupAdj 。 ShootSupAdj 设置较 小时， 草 地 毛 发等细节 纹理 的 shoot 也 会 被 ShootSupStr 抑 制而导 致 细节 纹理 的 清晰 度 被减 弱 ，此时可以调 大 ShootSupAdj 来 避免草 地 毛 发等细节 纹理 的 清晰 度的 损 失 ，一 般 ShootSupAdj 大 于 6 就 可以 避免草 地 毛 发等细节 纹理 的 清晰 度的 损 失 ， ShootSupAdj 越 大 ，对 边缘 的 黑白边 的 抑 制 强 度 也 越 大 。 ShootSupStr 和 ShootSupAdj 太 大 ，会导 致 图像 边缘 的 shoot 都 被 抑 制， 从 而明 显 地 降低 图像的 锐 度。 视频 模式下，保 留 一定的 黑边白边 可以提升图像的 清晰 度，因 为 黑白边 的 存 在能 让 人 眼感 觉 锐 度更 高 ，所以， 视频 模式下， ShootSupStr 不 需 要 设 的 太 大 ， ShootSupAdj 应 该设置 一个中 间值 。 当 ShootSupStr 等于 0 时， 该功 能关 闭 ，调 节 ShootSupAdj 无效 。
6. 细节纹理区和大边缘shoot的单独调试： 在图像的整体 清晰 度和 shoot 都 调到合适 后 ，可以调节 DetailCtrl 和 DetailCtrThr 来 单 独 调节细节 纹理 区和 大边缘 的 shoot 强度。 一 般情况 下，建议 DetailCtrl 设 为128 。
7. 边缘锐化后的平滑度调节： 通 过调节 EdgeFiltStr 可以调节图像 锐化后 的 边缘 的 平滑度。EdgeFiltStr 比 较 小时，图像的 边缘 都 会更 多 的 被当 成 无 方 向纹理 增 强 ，主要是TextureStr 起 作用， EdgeStr 参数 基 本不 起 作用， 边缘较锐 、同时 锯齿 和 边缘噪 声 会比 较大。 EdgeFiltStr 比 较大 时，图像的 边缘 会更 多 的 被 判断 成为有方 向 的 边缘来 增 强 ，此 时，图像的 边缘 的 锐化 主要 就 是 EdgeStr 起 作用，图像的 边缘 就 会 越 平滑 ， 边缘噪声 就越 小。 EdgeFiltStr 越 大 ， 边缘 越 平滑 ， 边缘 过 渡 带也 相对 越 宽 。
8. 对弱纹理单独进行锐化的增益控制： 图像的 弱 纹理 和 噪 声 很难 区分，可以 通 过调节WeakDetailGain 来 单 独 调节图像 弱 纹理 的 锐化 程度。 该值 等于 0 ，图像 弱 纹理 和图像其 他区域的 锐化 程度相 当 ， 该值 越 大 ，图像 弱 纹理 的 锐化 程度 越 大 ， 当该 参数过 大 ，可 能 带来白边 加 重甚 至 虚 边 的 副 作用
9. 单独调节高饱和颜色区域和肤色区域的锐度 根据 深 红 色 区域、深 蓝 色 区域、 绿 色 区域和人 脸皮肤 区域的 噪 声 大 小 来 单 独 调节 RGain 、 Ggain 、 BGain 和 SkinGain ，以 让 深 红 色 区域、深 蓝 色 区域、 绿 色 区域和人 脸皮肤 区域的 噪 声和细节 轮廓 达 到最 佳 的 平 衡效果 。其中，由 SkinUmin ， SkinVmin ， SkinUmax 和 SkinVmax 这 4 个 坐 标所 圈 定的 矩 形 窗 范围 即 为 肤 色 区域的范围，可以 根据实 际 的图像的 肤 色 范围， 重 新 设置 SkinUmin ， SkinVmin ， SkinUmax 和 SkinVmax 这 4 个 值 ， 从 而 重 新定义 肤 色 范围。