OV13850摄像头显示效果调试
前言
在前面的博客 (14条消息) RK3568驱动OV13850摄像头模组调试过程_fhqlongteng的博客-CSDN博客 中讲述了RK3568驱动OV13850摄像头的过程，里面重点介绍了如何修改设备树驱动摄像对的过程。上面的驱动摄像头成功了，但是摄像头显示出来的画面很黑，只能显示出灯光的成像，其他物体成像就是一片黑。本文主要进行显示效果的进一步调试，通过本文的调试实现了显示效果的亮度达标，可以正常成像物体，但是显示颜色效果还需要进一步调化，这需要专业的工具与软件进行，不在本文讲述的范围。
关于摄像头的调试的基础理论可以参考一口君的博客关于摄像头的系列文章，理论很全面，具体可以参考：
(3条消息) Camera | 3.瑞芯微平台MIPI摄像头常用调试命令_一口Linux的博客-CSDN博客
(15条消息) Camera | 2.MIPI、CSI基础_mipi接口摄像头定义_一口Linux的博客-CSDN博客
(15条消息) Camera | 1.Camera基础知识_一口Linux的博客-CSDN博客
下面讲解一下摄像头的专用术语：这对于理解调试摄像头很有必要。
AEC(Auto Exposure control):自动曝光控制，曝光控制了照片的亮度。
AF(Auto Focus) :自动对焦。
AWB(Auto White Balance)：自动白平衡。
TE（Time Exposure）:曝光时间，光到达CCD传感器的时间。曝光就是图像的明暗程序，照片太暗称曝光不足。照片的亮度由光圈，曝光时间，ISO共同决定。
IQ(image Quality): 图像质量
FBC(Frame buffer compressd): 帧缓冲压缩
LENC(lens correction ):镜头校正，用于校正镜头凸透镜厚度不一样导致照射到CCD传感器上的光亮度不一致的问题。
HDR(High Dynamic range Imaging)：高动态范围成像，目的是正确在表示真实世界中太阳光直射到最暗的阴影这样大的范围亮度。
ISO: 增益，感光度
ISP(image sensor processor):图像处理器，用于对数字图像的显示效果进行调整，包括白平横，黑电平校正，镜头校正，
shatter: 快门
3A :指自动曝光(AE)、自动对焦(AF)和自动白平衡(AWB)算法。
Async Sub Device：在Media Controller结构下注册的V4L2异步子设备，例：Sensor、MIPI DPHY。
Bayer Raw（或Raw Bayer） :Bayer是相机内部的原始图片，一般后缀为.raw。.raw格式内部的存储方式有：RGGB、BGGR、GRBG等。
CIF ：Rockchip芯片中的VIP模块，接收Sensor数据并保存到内存中，仅转存数据，无ISP功能。
DVP(Digital Video Port) ：一种并行数据传输接口。
Entity ：Media Controller架构下的各节点。
Frame ：帧。
HSYNC ：行同步信号，HSYNC有效时，接收到的信号属于同一行。
IOMMU(Input Output Memory Management Unit)：Rockchip芯片中的IOMMU模块，用于将物理上分散的内存页映射成CIF、ISP可见的连续内存。
IQ(Image Quality) ：指为Bayer Raw Camera调试的IQ xml，用于3A tunning。
ISP(Image Signal Processing) ：图像信号处理。
Media Controller ：Linux内核中的一种媒体框架，用于拓扑结构的管理。
MIPI-DPHY ：Rockchip芯片中符合MIPI-DPHY协议的控制器。
MP(Main Path):Rockchip芯片ISP驱动的一个输出节点，一般用来拍照和抓取Raw图。
PCLK(Pixel Clock) :指Sensor输出的Pixel Clock。
Pipeline ：Media Controller架构的各Entity之间相互连接形成的链路。
SP(Self Patch) :Rockchip芯片ISP驱动的一个输出节点。
V4L2(Video4Linux2) ：指Linux内核的视频处理模块。
VICAP(Video Capture) :视频捕获。
VIP(Video Input Processor):在Rockchip芯片中，曾作为CIF的别名
VSYNC ：场同步信号，VSYNC有效时，接收到的信号属于同一帧。
OV13850调试
ov13850摄像头内部的结构如下，图像原始数据经过amp(放大器)， ADC转换成数字信号，经过ISP完成图像显示效果的处理最后输出。图像的显示的亮度可以调整AMP的增益，曝光时间，调整ISP处理图像的模式。
在RK3568系统中可以使用test_cammer-rkisp1.sh来启动摄像头程序，显示出摄像头的实时画面。
firefly@firefly:/usr/local/bin$ sudo ./test_camera-rkisp1.sh
Start RKISP Camera Preview!
Setting pipeline to PAUSED ...
Pipeline is live and does not need PREROLL ...
Setting pipeline to PLAYING ...
New clock: GstSystemClock
使用v4l2-ctl -d /dev/video0 -l命令可以显示出当前摄像头配置，如曝光时间，模拟增益等参数。
firefly@firefly:~$ v4l2-ctl -d /dev/video0 -l
User Controls
exposure 0x00980911 (int) : min=4 max=3324 step=1 default=1536 value=1536
Image Source Controls
vertical_blanking 0x009e0901 (int) : min=1760 max=31199 step=1 default=1760 value=1760
horizontal_blanking 0x009e0902 (int) : min=2688 max=2688 step=1 default=2688 value=2688 flags=read-only
analogue_gain 0x009e0903 (int) : min=16 max=248 step=1 default=248 value=16
Image Processing Controls
link_frequency 0x009f0901 (intmenu): min=0 max=0 default=0 value=0 flags=read-only
pixel_rate 0x009f0902 (int64) : min=0 max=120000000 step=1 default=120000000 value=120000000 flags=read-only
test_pattern 0x009f0903 (menu) : min=0 max=4 default=0 value=0
测试显示信息test_pattern，此命令用于显示由摄像头产生的测试图像，可以用于测试。
命令：v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl test_pattern=0 用于显示摄像头正常实物成像
命令：v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl test_pattern=1 用于彩色条
命令：v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl test_pattern=2 用于随机像素
命令：v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl test_pattern=3 用于方块图
上面摄像头的测试图像能正常显示，说明RK3568部分的ISP部分基本功能正常，不用做过多的调整。
由于照片显示的很黑，因此先增加曝光exposure， exposure值区间为: 4-3324，设置成最大。显示照片亮度有所增加，但是不明显。使用如下命令
v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl exposure=3324
根据OV13850手册可以知，曝光是由寄存器0x3500,0x3501来控制的，因此也可以使用i2ctransfer命令修改这两个寄存器的值来改曝光值。
i2ctransfer使用方法：
读取16位寄存器数据：sudo i2ctransfer -f -y 4 w2@0x10 0x30 0x0a r2 -f:表示强制使用总线 -y: w表示写入，w2表示写入2个字节，对写读取操作是写入2个字节的寄存器地址，对于写操作包括寄存器地址和数据。
其中4表示i2c-4,即I2C总线4, 0x0C是I2C 7位器件地址, w2表示寄存器地址为16位， 0x30寄存器地址高位，0x0a寄存器地址低位 r2表示读取2个寄存器的数据，即0x300a,0x300b。
写入16位寄存器数据：sudo i2ctransfer -f -y 4 w3@0x10 0x30 0x0a 0x56, 表示向0x300a寄存器写入数据0x56。
增加图片亮度analogue_gain
analogue_gain用于设置显示的图像的亮度，默认值为16，增加到最大为240。照片显示亮度增加比较明显，但是还是低了一些。
v4l2-ctl -d /dev/video0 --set-ctrl analogue_gain=240
根据OV13850手册可以知，增益是由寄存器0x350a,0x350b来控制的，因此也可以使用i2ctransfer命令修改这两个寄存器的值来改增益。
经过以上操作，照片由显示人像为一片黑到能显示人像了，但是亮度还是有些低。
3. ISP功能调试
上面的调试已经可以实现基本的成像功能，有了一个校大的进步，但是图片显示的亮度还是有些低，经过反复查看手册与分析，是需要调整OV13850的ISP部分寄存器来进一步提高图像亮度。
查看OV13850.c 驱动程序和使用i2ctransfer命令读取摄像头内部的寄存器0x5001寄存器发现，此寄存器默认的配置是0x01，BCL enable，调整程序关闭此功能后，显示亮度达到正常，但是显示的图像有些发白。
固化以上调试的参数，可以修改ov13850.c的寄存器配置即可， 以下是增溢修改与0x5001寄存器的初始化。
static const struct regval ov13850_global_regs_r2a[] = {
...
{0x403f, 0x7f},
{0x4041, 0x07},
{0x4500, 0x82},
{0x4501, 0x3c},
{0x458b, 0x00},
{0x459c, 0x00},
{0x459d, 0x00},
{0x459e, 0x00},
{0x4601, 0x83},
{0x4602, 0x22},
{0x4603, 0x01},
{0x4800, 0x24}, //MIPI CLK control
{0x4837, 0x19},
{0x4d00, 0x04},
{0x4d01, 0x42},
{0x4d02, 0xd1},
{0x4d03, 0x90},
{0x4d04, 0x66},
{0x4d05, 0x65},
{0x4d0b, 0x00},
{0x5000, 0x0e},
{0x5001, 0x02}, //BLC disable, MWB enable zhaoshimin
{0x5002, 0x07},到此，对ov13850摄像头显示效果的初步调试已经完成，后面会根据实际的业务需要对摄像头效果进行深入调试，即调整图像的颜色，亮度等，这些需要专业的工具以及对RK3568 ISP参数的调整。