CN111050158B - 一种摄像头模组矫正方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种摄像头模组矫正方法、装置及存储介质，具体包括选择典型模组的sensor lens shading作为矫正目标值，并将矫正参数保存在EEPROM中，然后摄像头驱动程序调用EEPROM的sensor lens矫正参数，在不同的色温下进行ISP lens矫正。从而解决了不同条件下lens shading的一致性差异，本发明还包括采用EEPROM解决了传统的一次性烧录存储器容量小，不可檫除的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及摄像头模组、摄像装置及移动终端技术领域，具体为一种摄像头模组矫正方法、装置及存储介质。
背景技术
摄像头简称摄像头模组，由镜头、红外滤光片（IR Filter）、图像传感器（SensorIC）、数字信号处理（DSP）以及软板（FPC，Flexible Printed Circuit）构成。在拍照及视频过程中，光线穿过镜头后，经过红外滤光片滤波后照射到摄像头模组图像传感器（Sensor）中，Sensor上图像传感器传来的光线由光信号转为电信号，然后经过AD转换为数字信号，供PC处理使用。摄像头的应用现在也是越来越广泛了，其中，无人驾驶技术领域也是必不可少的关键组成部分，这也要求了摄像头效果要更加的清晰准确，但摄像头模组在之城过程中，也难免存在肉眼不易识别的误差，眼中影响了摄像头模组的成像效果，具体的影响因素也较多，其中主要是模组装配的因素，例如镜片安装差异（lens holder），镜片（lens）装配，CRA (chief ray angle)，倾斜等，以及镜头均一性在每个模组之间存在的差异性，均会严重影响了成像效果。特别是针对环视系统的广角摄像头，lens本身的相对照度不高，视野广，算法要求高，一致性很难管控，不同摄像头模组和不同环境下的效果差异会影响到算法识别的稳定性，从而影响自动驾驶的安全，因此如何提高摄像头模组的一致性和其他性能变得尤为重要。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提出了一种摄像头模组矫正方法、装置及存储介质，主要通过一选定的典型模组，进行摄像头的传感器镜头阴影（sensor lens shading）矫正，解决模组和模组之间的差异。
一种摄像头模组矫正方法，包括：调试第一模组的sensor lens shading矫正，将第一模组的矫正参数保存在EEPROM中，作为后面矫正的参考标准，根据所述第一模组的sensor lens shading矫正参数进行至少两个不同的第二模组的sensor lens shading矫正，将第二模组矫正参数均保存在EEPROM中，生成新一代第一模组，sensor驱动文件调用所述新一代第一模组矫正参数，并在高中低不同的色温下，进行ISP lens 矫正，ISP lens矫正参数保存在驱动文件中。
采用EEPROM进行存储，可以有效解决传统存储介质的一次性烧录存储器容量小，不可擦除缺陷。
根据第一模组的sensor lens shading矫正参数逐一进行第二模组矫正，使各个模组之间保持一致性，减小各个模组之间的差异，确保矫正后达到预设的条件值。其中，预设的条件值包括：Sensor lens矫正目标为60%-65%，Lens shading矫正补偿目标为60%~65%）+-3%， MAX-MIN<5%。在矫正过程中，以模组的中心ROI作为测试点，其中，ROI=1/5width*1/5 height。
进一步的，所述根据所述第一模组的sensor lens shading矫正参数进行第二模组的sensor lens shading矫正，包括：根据所述第一模组的矫正参数，设置第二模组的sensor raw格式，设置曝光时间为一阈值，保证中心ROI亮度值为一设定值，抓取第一模组的RAW图片计算出第二模组的sensor lens shading补偿设置，将sensor lens shading补偿设置应用于sensor驱动，并检查luma shading和color shading结果是否正确，若正确，则将矫正数据写入EEPROM；否则，重新执行计算，直到所述第二模组达到第一模组标准。
曝光的环境可选为积分球光源，内置球形均光片，均一性大于95%。其中，可选的设置积分球光源亮度，具体为：控制积分球光源亮度精度，积分球内置球形均光片，可以降低亮度且不影响色温，提高模组矫正的一致性。当镜头视场角（FOV）<160°,放置在均光片10MM深处，当180°>FOV>160°,放置在均光片20MM深处。调整光源亮度，亮度稳定性误差小于2%，不允许出现袋装闪烁光（banding flicker）。固定矫正窗口和距离，为了保证矫正结果具有很好的一致性，需要保持矫正窗口和位置支架，sensor感知亮度在一个稳定的环境。矫正系统色温检查：每天检查光源色温，如果误差超过100K以上，需要重新矫正。
所述将矫正数据写入EEPROM之后，还包括：所述EEPROM通过I2C进行读写访问，并具有防时序冲突保护，避免写入错误。
所述生成新一代第一模组，还包括：在所述第二模组中任意选择二十组，按照lenshading正态分布选择两组作为新一代第一模组，根据所述新一代第一模组的sensor lens补偿参数进行不同色温下的ISP lens矫正。
优选地，所述色温包括：D65、TL84、A三种光源，色温为6500±100K。
优选地，所述矫正环境为6500K球形光源下进行，以模组中心ROI为矫正点进行矫正。
优选地，在进行Sensor矫正时还包括：矫正关键设置，具体步骤包括：关闭flip和mirror：关闭镜像；关闭OSD/DCPC功能：即便矫正以及轨迹线功能保持关闭；打开手动曝光和手动增益：调整1倍增益，手动曝光设置为合适的亮度，保持中心亮度在160DN左右，避免banding flicker；打开BLC触发模式。
其中，结合本发明所提供的一种摄像头模组矫正方法，可选的操作具体步骤还包括：设置sensor raw格式全尺寸输出；Sensor一般只有手动曝光控制，设置合适的曝光时间，保证中心ROI亮度在160DN左右；设置正确的曝光时间确保没有banding fliker出现，否则畸变矫正设置将不准确；抓取RAW图片计算出sensor lens shading补偿设置；将sensorlens shading补偿设置应用于sensor驱动并使能，检查亮度阴影（luma shading）和色彩阴影（color shading）结果，如果结果正确，将矫正数据写入EEPROM，如果结果不好，重新检查过程，输入目标并计算，直到效果满足目标要求；最终将结果写入EEPROM，EEPROM可通过I2C进行读写访问，并具有防时序冲突保护，避免写入错误。
其中，lens shading分为两种luma shading(亮度阴影)和color shading(色彩偏差)
在完成以上的sensor lens 矫正过程之后，进一步随机挑选二十颗模组，然后按照len shading正态分布选择两颗典型模组。其中，具体选择len shading正态分布曲线的高峰值，即len shading分布均值所在的位置，选取两组作为新的典型模组。根据此两组典型模组的参数进行不同色温下的ISP lens矫正。
作为另一优选的实施例，本发明还提供了一种摄像头模组矫正装置，包括：至少两个摄像头模组，所述至少两个摄像头模组采用上述一种摄像头模组矫正方法进行摄像头模组矫正。
其中，所述摄像头模组还包括：lens shading矫正参数获取模块、参数存储模块和显示模块，且各个模块之间电连接。
作为另一优选的实施例，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述一种摄像头模组矫正方法。
可选的，所述存储介质为EEPROM。
本发明所提供的一种摄像头模组矫正方法、装置及存储介质，主要包括lensshading矫正参数获取模块，参数存储模块及显示模块。其中，lens shading矫正参数获取模块具体用于根据所调试典型模组的sensor lens shading 矫正参数进行不同的色温下ISP lens 矫正。其中，典型模组的sensor lens矫正目标值设置为60%~65%作为所有其他模组的调试目标值。从而实现了其他跟典型模组保持相近，最后sensor驱动文件调用EEPROM的sensor lens矫正参数，并在高中低不同的色温下，如D65,TL84,A三种光源，进行ISPlens 矫正，有效控制了广角摄像头模组由于各种不可控因素导致lens shading的一致性差异，和控制模组之间和不同光源下亮度均一性在5%以内，达到视觉算法和客户满意的效果。
附图说明
图1为一实施例中摄像头模组矫正方法流程图。
图2为一实施例中摄像头模组矫正装置结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种摄像头模组矫正方法、装置及存储介质，具体通过一典型模组进行摄像头模组矫正，进而根据sensor lens矫正参数，在不同的色温下进行ISPlens 矫正，解决了现有技术中lens shading的一致性差异的技术问题，本发明还提供了EEPROM作为本摄像头模组矫正装置的存储介质，解决了现有技术中由于一次性烧录存储器容量小，不可檫除带来的缺陷。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例中摄像头模组矫正方法流程图，其中，一种摄像头模组矫正方法，具体步骤包括：获取图像，并输入至lens shading矫正参数获取模块，首先进行调试典型模组的sensor lens shading 矫正，生成矫正参数并保存在EEPROM中，进而摄像头驱动程序调用EEPROM的sensor lens矫正参数，设置该sensor lens矫正参数为默认矫正基础参数，所有其他模组根据上述默认矫正基础参数进行矫正，完成矫正后的参数全部存储至EEPROM中，执行挑选典型模组步骤，具体为优选出20组按照len shading正态分布挑选两颗典型模组，根据所选的典型模组参数在高中低不同的色温（如D65,TL84,A三种光源）下，进行ISP lens 矫正，最后输出完成矫正的图像。具体的，本发明所提供的一种摄像头模组矫正方法、装置及存储介质，进一步还包括。
一种摄像头模组矫正方法，包括：调试第一模组的sensor lens shading矫正，将第一模组的矫正参数保存在EEPROM中，作为后面矫正的参考标准，根据所述第一模组的sensor lens shading矫正参数进行至少两个不同的第二模组的sensor lens shading矫正，将第二模组矫正参数均保存在EEPROM中，生成新一代第一模组，sensor驱动文件调用所述新一代第一模组矫正参数，并在高中低不同的色温下，进行ISP lens 矫正，ISP lens矫正参数保存在驱动文件中。
采用EEPROM进行存储，可以有效解决传统存储介质的一次性烧录存储器容量小，不可檫除缺陷。
根据第一模组的sensor lens shading矫正参数逐一进行第二模组矫正，使各个模组之间保持一致性，减小各个模组之间的差异，确保矫正后达到预设的条件值。其中，预设的条件值包括：Sensor lens矫正目标为60%-65%，Lens shading矫正补偿目标为60%~65%）+-3%， MAX-MIN<5%。在矫正过程中，以模组的中心ROI作为测试点，其中，ROI=1/5width*1/5 height。
进一步的，所述根据所述第一模组的sensor lens shading矫正参数进行第二模组的sensor lens shading矫正，可选的：根据所述第一模组的矫正参数，设置第二模组的sensor raw格式，设置曝光时间为一阈值，保证中心ROI亮度值为一设定值，抓取第一模组的RAW图片计算出第二模组的sensor lens shading补偿设置，将sensor lens shading补偿设置应用于sensor驱动，并检查luma shading和color shading结果是否正确，若正确，则将矫正数据写入EEPROM；否则，重新执行计算，直到所述第二模组达到第一模组标准。
曝光的环境可选为积分球光源，内置球形均光片，均一性大于95%。其中，可选的设置积分球光源亮度，具体为：控制积分球光源亮度精度，积分球内置球形均光片，可以降低亮度且不影响色温，提高模组矫正的一致性。当镜头视场角（FOV）<160°,放置在均光片10MM深处，当180°>FOV>160°,放置在均光片20MM深处。调整光源亮度，亮度稳定性误差小于2%，不允许出现袋装闪烁光（banding flicker）。固定矫正窗口和距离，为了保证矫正结果具有很好的一致性，需要保持矫正窗口和位置支架，sensor感知亮度在一个稳定的环境。矫正系统色温检查：每天检查光源色温，如果误差超过100K以上，需要重新矫正。
所述将矫正数据写入EEPROM之后，还包括：所述EEPROM通过I2C进行读写访问，并具有防时序冲突保护，避免写入错误。
所述生成新一代第一模组，还包括：在所述第二模组中任意选择二十组，按照lenshading正态分布选择两组作为新一代第一模组，根据所述新一代第一模组的sensor lens补偿参数进行不同色温下的ISP lens矫正。
优选地，所述色温包括：D65、TL84、A三种光源，色温为6500±100K。
优选地，所述矫正环境为6500K球形光源下进行，以模组中心ROI为矫正点进行矫正。
优选地，在进行Sensor矫正时还包括：矫正关键设置，具体步骤包括：关闭flip和mirror：关闭镜像；关闭OSD/DCPC功能：即便矫正以及轨迹线功能保持关闭；打开手动曝光和手动增益：调整1倍增益，手动曝光设置为合适的亮度，保持中心亮度在160DN左右，避免banding flicker；打开BLC触发模式。
其中，结合本发明所提供的一种摄像头模组矫正方法，可选的操作具体步骤还包括：设置sensor raw格式全尺寸输出；Sensor一般只有手动曝光控制，设置合适的曝光时间，保证中心ROI亮度在160DN左右；设置正确的曝光时间确保没有banding fliker出现，否则畸变矫正设置将不准确；抓取RAW图片计算出sensor lens shading补偿设置；将sensorlens shading补偿设置应用于sensor驱动并使能，检查luma shading和color shading结果，如果结果正确，将矫正数据写入EEPROM，如果结果不好，重新检查过程，输入目标并计算，直到效果满足目标要求；最终将结果写入EEPROM，EEPROM可通过I2C进行读写访问，并具有防时序冲突保护，避免写入错误。
其中，luma shading产生的原因是镜头的通光量从中心到边角依次较少，导致图像看起来，中间亮度正常，四周偏暗，故luma shading会造成图像边角偏暗，就是所谓的暗角。在现有技术中通常采用网格矫正的方法，即通过获取矫正系数，进而计算待矫正像素点所在网格四个顶点的校正系数和待矫正像素的校正值，最后通过将当前像素值乘以校正系数，完成矫正。
而color shading，是由于各种颜色的波长不同，经过了透镜的折射，折射的角度也不一样，因此会造成color shading的现象，即会带来中心和四周颜色不一致，具体体现出来一般为中心或者四周偏色，在检查前要转换成CIE Lab色彩空间进行分析，进而采用专门的软件测试，测试项目有色彩饱和度，色彩，noise，色调等。
在完成以上的sensor lens 矫正过程之后，进一步随机挑选二十颗模组，然后按照len shading正态分布选择两颗典型模组。其中，具体选择len shading正态分布曲线的高峰值，即len shading分布均值所在的位置，选取两组作为新的典型模组。根据此两组典型模组的参数进行不同色温下的ISP lens矫正。
作为另一优选的实施例，本发明还提供了一种摄像头模组矫正装置（如图2所示），包括：至少两个摄像头模组，所述至少两个摄像头模组采用上述一种摄像头模组矫正方法进行摄像头模组矫正。
其中，所述摄像头模组还包括：lens shading矫正参数获取模块、参数存储模块和显示模块，且各个模块之间电连接。
作为另一优选的实施例，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述一种摄像头模组矫正方法。
可选的，所述存储介质为EEPROM。
综上所述，为了解决由于摄像头模组装配差异、镜头装配误差、Sensor误差、装配过程中摇晃等因素造成的lens shading的一致性差异，本发明所提出了一种摄像头模组矫正方法、装置及存储介质，通过对Sensor lens 矫正克服了广角摄像头模组由于各种不可控因素导致lens shading的一致性差异，进而通过在不同的色温下，使用典型模组进行ISPlens矫正，有效控制模组之间和不同光源下亮度均一性在5%以内，达到视觉算法和客户满意的效果。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。
Claims (8)
1.一种摄像头模组矫正方法，其特征在于，包括：
获取图像，并输入至lens shading矫正参数获取模块，先进行调试第一模组的sensorlens shading矫正，将第一模组生成的矫正参数保存在EEPROM中，进而摄像头驱动程序调用EEPROM的sensor lens shading矫正参数，设置该sensor lens shading矫正参数为默认矫正基础参数；
根据所述第一模组的sensor lens shading矫正参数进行至少两个不同的第二模组的sensor lens shading矫正，包括：根据所述第一模组的矫正参数，设置第二模组的sensorraw格式，设置曝光时间为一阈值，保证中心ROI亮度值为一设定值，抓取第一模组的RAW图片计算出第二模组的sensor lens shading补偿设置，将sensor lens shading补偿设置应用于sensor驱动，并检查luma shading和color shading结果是否正确，若正确，则将矫正数据写入EEPROM；否则，重新执行计算，直到所述第二模组达到第一模组标准；
将第二模组矫正参数均保存在EEPROM中，在所述第二模组中任意选择二十组，按照lens shading正态分布选择两组lens shading正态分布曲线的高峰值作为新一代第一模组，根据所生成的新一代第一模组，sensor驱动文件调用所述新一代第一模组矫正参数，并在高中低不同的色温下，进行ISP lens 矫正，ISP lens矫正参数保存在驱动文件中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将矫正数据写入EEPROM之后，还包括：所述EEPROM通过I2C进行读写访问，并具有防时序冲突保护，避免写入错误。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述色温包括：D65、TL84、A三种光源，色温为6500±100K。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述矫正环境为6500K球形光源下进行，以模组中心ROI为矫正点进行矫正。
5.一种摄像头模组矫正装置，其特征在于，包括：至少两个摄像头模组，所述至少两个摄像头模组采用上述1-4任一项所述的方法进行摄像头模组矫正。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述摄像头模组还包括：lens shading矫正参数获取模块、参数存储模块和显示模块，且各个模块之间电连接。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至4任一项中所述的方法。
8.根据权利要求7所述的存储介质，其特征在于，所述存储介质为EEPROM。
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