Module de caméra - exposition automatique

1Définition de l' exposition automatique

Tout d'abord, nous devons introduire l'exposition: l'intensité de la lumière multipliée par le temps d'action de la lumière.L'"intensité lumineuse" de la définition désigne l'intensité de l'irradiation lumineuse du capteur., c'est-à-dire l'illuminance; le "temps d'action de la lumière" dans la définition désigne le temps pendant lequel le film photosensible est irradié par la lumière, c'est-à-dire le temps d'exposition.L'exposition est exprimée en EPour obtenir une certaine quantité d'exposition, plus l'intensité lumineuse est élevée, plus le temps d'exposition est court; plus l'intensité lumineuse est faible,plus la durée d'exposition est longueL'exposition est l'une des techniques les plus élémentaires et les plus importantes pour prendre des photos.

L'image ci-dessous montre la même scène nocturne prise de 1,3 seconde à 15 secondes.CependantLe temps d'exposition n'est qu'un des facteurs qui influent sur l'intensité de l'exposition, dont nous parlerons plus loin.et les photographes professionnels utilisaient habituellement un compteur de lumière pour calculer l'intensité d'exposition requise pour la scène actuelle.
Intensité d'exposition = temps d'exposition * taille d'ouverture * ISO. L'ouverture du téléphone portable est fixe, vous n'avez donc qu'à considérer le temps d'exposition et l'ISO (qui est une représentation de la valeur de gain).Le gain ici est divisé en gain analogiqueLes détails ne seront pas élaborés. Les lecteurs doivent seulement savoir que l'ISO fait référence au gain de signal).L'exposition automatique sur le téléphone portable permet à l'appareil photo de configurer automatiquement la taille d'exposition en fonction des informations d'image actuelles, c'est-à-dire le temps d'exposition et la valeur ISO.

2. 18% gris
Introduisons d'abord la loi de Weber: c'est-à-dire que le seuil différentiel de sensation change avec le changement de la quantité de stimulus initiale, et il montre une certaine régularité.Il est exprimé par une formule, qui est △Φ/Φ=C, où Φ est la quantité de stimulus initiale, et △ Φ est le seuil de différence à ce moment, et C est une constante, également connue sous le nom de taux de Weber.

C'est un peu détourné, mais le langage courant est que la perception des gens des stimuli naturels est non linéaire. Le stimulus augmente à une certaine proportion, ce qui est une augmentation uniforme pour les gens.

Nous allons introduire le système de partition d'exposition. Ceci a été expliqué par Ansel Adams et Fred Archer vers 1940.L'œil humain divise le changement progressif du noir au blanc en 11 niveauxLe reflet lumineux du bloc V est de 18%, ce qui correspond au gris de 18%.

Par conséquent, les photographes utilisent généralement un compteur de lumière pour juger de la lumière ambiante afin de déterminer l'intensité d'exposition de la photo, de sorte que l'intensité d'exposition globale de la photo est d'environ 18% de gris.Mais les scènes sont diverses, donc le "New York School of Photography Photography Textbook" enseigne aussi à tout le monde de ne pas se fier aveuglément à la valeur du compteur de lumière pour régler les paramètres d'exposition.si l'exposition est toujours basée sur 18% de gris, la neige blanche sera photographiée comme grise.

Il existe plusieurs commutateurs de scène simples sur Polaroid (intérieur, nuageux, ensoleillé) qui définissent réellement l'intensité d'exposition requise dans la scène actuelle.

3. Zone de mesure
Il y a généralement des zones claires et des zones sombres dans une image. si toutes les zones sont prises en compte pour calculer une moyenne, il peut ne pas représenter fidèlement les attentes du photographe,Donc il y aura une zone de mesure clé.

L'aire de mesure a différentes implémentations selon différents algorithmes. La première est de diviser l'ensemble de l'aire d'image en zones M * N, et de prendre la zone centrale X * Y;les téléphones portables ont généralement un compteur pour la surface du visageIl existe trois types de mesure et de mesure ponctuelle; la zone de mesure a également une certaine répartition du poids, et généralement la zone au centre a un poids plus important.

Ensuite, nous introduirons trois méthodes d'exposition automatique différentes: la méthode moyenne AE, la méthode moyenne améliorée par histogramme AE et l'exposition automatique statistique en N-segments.

4. Méthode moyenne AE
La méthode moyenne AE est une méthode de calcul de l'intensité d'exposition de la zone de mesure.qui est l'intensité d'exposition de 18% de grisLe gamma est généralement de 2.2.

Le nombre de fois où les données sont utilisées est le nombre de fois où les données sont utilisées.

Si 0~255 est utilisé comme zone de calcul sur la carte d'échelle de gris, alors la sortie de 18% de gris est de 122 et l'entrée est de 50. C'est-à-dire que l'intensité d'exposition réelle de la zone de mesure devrait être de 50.

5. méthode moyenne améliorée par histogramme AE
Il est important de noter qu'il existe une différence entre la couleur grise et la couleur grise, et que la couleur grise ne doit pas être considérée comme une couleur grise.les scènes nocturnes ou les arrière-plans en couleurs solides ne doivent pas être de couleur grise à 18%.

Ensuite, vous devez utiliser l'histogramme pour étirer modérément l'image à faible contraste.

6. Méthode statistique en N-segments
La méthode statistique N-segment est une méthode utilisée par les fournisseurs de services Internet de téléphonie mobile.les seuls paramètres réglables sont le temps d'exposition et l'ISOL'ajustement de ces deux paramètres sur un téléphone portable a ses propres avantages et inconvénients.

L'effet secondaire principal du réglage de l'ISO est qu'il augmentera également le bruit. Si vous agrandissez l'image sous une lumière sombre plusieurs fois, le bruit sera très évident.la priorité est d'ajuster le temps d'exposition, mais il existe une limite supérieure pour le temps d'exposition, qui doit être complété dans les 33 ms.

Par conséquent, les N-segments font référence à différents segments de l'ISO.Lorsque le temps d'exposition atteint la valeur maximale et ne peut toujours pas être satisfait, augmenter l'ISO d'un niveau et réajuster le temps d'exposition.

En résumé, l'ensemble du processus d'exposition automatique est un processus d'approche continue de la valeur idéale comme indiqué sur la figure ci-dessous.