颜色校正矩阵(CCM)的简单介绍

目录

前言

1 CCM的简单介绍

1.1为什么要做CCM

1.2CCM的含义

2 CCM调试方法

3 结论


前言

       在ISP tuning过程中经常会遇到通过各个平台算法标定的颜色校正矩阵(CCM)不能完全满足需求的情况,比如饱和度偏低或者偏高,某个色块的色偏方向和对比机不同等,这个时候就需要自己手动去微调CCM中的某个值。


1 CCM的简单介绍

1.1为什么要做CCM

       简单来说就是sensor的RGB响应曲线和人眼的不同,同时不同厂家制作的sensor的RGB响应曲线也是不同的,而且图像数据经过ISP中的AWB模块处理后会存在偏差,因此需要在RGB域进行颜色校正来还原人眼的感知效果。一般,CCM模块在ISP pipeline中的位置如图1所示:

颜色校正矩阵(CCM)的简单介绍_第1张图片

 图1 CCM模块在ISP pipeline中的位置

1.2CCM的含义

       如下是CCM的公式,其中\begin{bmatrix} R & G & B \end{bmatrix}表示上一个模块即demosaic模块对图像进行插值后每个像素的RGB值;\begin{bmatrix} {R}'& {G}' & {B}' \end{bmatrix}表示经过CCM模块后每个像素的RGB值;由公式1.2可以看出C11、C21和C31分别决定经过CCM后每个像素红色通道的饱和度、红通道中绿色的比例和红通道中蓝色的比例;C12、C22和C32分别决定经过CCM后每个像素绿色通道中红色的比例、绿色的饱和度和绿色通道中蓝色的比例;C13、C23和C33分别决定经过CCM后每个像素蓝色通道中红色的比例、蓝色通道中绿色的比例和蓝色通道的饱和度。

\begin{bmatrix} {R}' & {G}' & {B}' \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} R & G & B \end{bmatrix}\begin{bmatrix} C11&C12 &C13 \\ C21&C22 &C23 \\ C31&C32 &C33 \end{bmatrix} (1.1)

\left\{\begin{matrix} {R}'=R*C11+G*C21+B*C31\\ {G}'=R*C12+G*C22+B*C32 \\ {B}'=R*C13+G*C23+B*C33 \end{matrix}\right. (1.2)

\left\{\begin{matrix} C11+C12+C13=1\\ C21+C22+C23=1 \\ C31+C32+C33=1 \end{matrix}\right. (1.3)

2 CCM调试方法

       基于以上理论知识,可按以下步骤进行:

(1)首先调试CCM需要基于在要求光源下(即实际需要微调CCM的光源)用所调试的sensor采集的24色卡图,如图2所示。

(2)调试的原则是先将三原色(即蓝色、绿色和红色)调到与基准(24色卡标准颜色,可通过Imatest软件测试每次调完CCM后经过ISP pipeline后的24色卡图,根据色彩偏差的方向决定下次调试的方向)或者与期望接近

(3)以在调试中经常遇到的问题为例加以说明,当遇到蓝色偏紫的问题时,可以减少蓝色通道中的红色分量比例(即C13),为了满足式1.3,同时增加红色的饱和度(即C11);当绿色偏黄时,可以减少绿色中的红分量比例(即C12),为了满足式1.3,同时增加红色的饱和度(即C11);当红色偏橙时,可以减少红色中的绿色分量比例(C21),为了满足式1.3,同时增加绿色的饱和度(C22),或者增加红色中的蓝色分量比例(C31),为了满足式1.3,同时减小蓝色的饱和度(C23),当红色偏蓝时反之。三原色的色彩偏差调好后,便可根据具体问题继续微调,肤色偏黄,增加绿色中的蓝分量比例(C32);肤色偏红,增加蓝色中的红色分量比例(C13);黄色偏红,增加蓝色中的红分量比例(C13),或者减少蓝色中的绿色分量的比例(C23),黄色偏绿反之。

颜色校正矩阵(CCM)的简单介绍_第2张图片

图2 24色卡图

3 结论

       总之,要结合颜色学的理论知识,且CCM中各数值的调整是相互影响的,最终目的是达到一种平衡,不可能都兼顾。

 

 

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