Image sensors and signal processing for digital still cameras

tianye

第一题：简述从光子到图像YUV信号，整个成像系统信号链路的组成单元及每个单元的作用。
首先需要经过光学系统。数字成像的光学系统部分通常比卤化银系统的尺寸小，焦距短。经过镜头后，首先使用IR filter过滤掉红外部分，因为传感器也会感应红外线部分，而这些频率部分的响应不是通常相机所需要的（当然，专用的红外夜视相机除外）。然后要经过一个光学低通滤泼器，用以改善整个系统的MTF性能。
然后要经过成像器件。常用的CMOS传感器需要配合微透镜、Bayer filter（或者互补色filter）等使用RGB彩色阵列或者CMY彩色阵列获得最初的图像信号。
然后要经过模拟电路。模拟电路实现了采样保持、颜色分离、AGC、电平钳位、色调调整以及其他的信号处理，最后使用AD转换器将原始的图像信号转换为数字信号。
最后要经过数字信号处理。数字信号处理实际上是数字成像系统的重中之重。包括BLC、Degamma、NR、LSC、WB、Demosaic、CCM、Gamma、Sharpen、CSM、YUV sharpen等。实际上目前的传感器结构，更容易输出RGB数据，之所以转换成YUV输出，主要是为了编码及显示需要。

tianye

9. blackbody 在室温300K 辐射最大能量的波长是多少？
在一定的温度下，黑体的辐射亮度存在一个极值，这个极值与温度有关。这是维恩位移定律。公式是λm T=2.898×10^3 （μm·K)
因此，这道题的计算方式是：
λm * 300K = 2898，因此，λm ~=10μm。
可以看出，10um的波长远大于可见光的波长上限780nm，因此，可以认为黑体在室温下发出的光不可见。
（貌似这个知识点在教材里边没有讲，我是百度出来的）

tianye

8. RGB信号与YUV信号的区别，如何把RGB信号转换为YUV信号。
RGB信号只是三个分量分别表示红色、绿色、蓝色的光强。YUV又叫做YCbCr，其中Y表示亮度，Cb、Cr表示色差。
YCbCr信号主要用于图像压缩，通常会使用较大的Y分量带宽，相对较小的Cb、Cr分量带宽。因为人眼对于色度的空间分辨能力要远低于对亮度的空间分辨能力。
他们之间的相互转换关系如下：
可以看出，G分量对Y的贡献最大，R对Cr分量的贡献最大，B对Cb分量的贡献最大。

maver

第10题：

10.550nm 1lux 单色绿灯所产生的等效photone flux 是多少？
这道题我的计算方法是这样的
N=Me(λ,T)*(hc/λ)-1/Km*Me(λ,T)*V(λ)=1/Km*V(λ)*(hc/λ)=1/683lm/w*0.99495*(6.62607015×10^（-34）*3*10^(14)/0.55)=1/2.4*10^(-16)=4.07*10^15

Km表示辐照度和光度之间的比例系数。
V(λ)是视见函数，在550纳米的时候取值0.99495
H是普朗克常量，6.626*10^-34

maver

tianye 发表于 2019-11-19 15:42
3. Microlens 的作用，以及microlens 会导致那些图像问题？
传感器有一个非常重要的概念就是填充因子，用F ...

发现书里这块错了，应该是-19 C，10得负19次方。

CG计算的地方，单位电荷电量q。