ISP相关Info

 

一、   一些基本概念:

Color Space

YUV（亦称YCrCb）是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL）。YUV主要用于优化彩色视频信号的传输，使其向后兼容老式黑白电视。与R GB视频信号传输相比，它最大的优点在于只需占用极少的带宽（RGB要求三个独立的视频信号同时传输）。

在DVD、摄像机、数字电视等消费类视频产品中，常用的色彩编码方案是YCbCr，其中Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量。人的肉眼对视频的Y分量更敏感，因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后，肉眼将察觉不到的图像质量的变化。主要的子采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2 和 YCbCr 4:4:4。
     "Y"表示明亮度（Lumina nce或Luma），也就是灰阶值；是个基带信号。而"U"和"V"表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。U和V不是基带信号，它俩是被正交调制了的。
     "亮度"是通过RGB输入信号来创建的，方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。"色度"则定义了颜色的两个方面-色调与饱和度，分别用Cr和CB来表示。其中，Cr反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异。而CB反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之同的差异。。通过运算，YUV三分量可以还原出R（红），G（绿），B（兰）。

YCbCr色彩空间是最常用的有效的表示彩色图像的方法。Y是图像的亮度（luminance/luma）分量，使用以下公式计算，为R,G,B分量的加权平均值：
          Y = kr R + kgG + kbB
        其中k是权重因数。
        上面的公式计算出了亮度信息，还有颜色信息，使用色差（color difference/chrominance或chroma）来表示，其中每个色差分量为R,G,B值和亮度Y的差值：
Cb = B －Y
Cr = R －Y

Cg = G－ Y

Color Space Conversion:

在COLOUR SPACES .17 ITU-R recommendation BT.601 中，建议在计算Y时，权重选择为kr=0.299,kg=0.587,kb=0.114。于是常用的转换公式如下：

RGBàYUV:
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = Cb = 0.564(B － Y )
V = Cr = 0.713(R － Y )

YUVàRGB:
R = Y + 1.402Cr
G = Y - 0.344Cb - 0.714Cr
B = Y + 1.772Cb

YUV Format

YUV的保存格式有两种, Planar mode、Packed mode。

Planar mode: image的三个components分开保存, 比如Y,U,V分开保存在不同的数组，如此方便数据的访问及压缩.

Packed mode: image的三个components混合在一起，YUV三种数据在同一.

 

常见的Packed YUV Formats有：, , VYUY, YVYU,, IRAW等

常见的Planar YUV Formats有：, , , , 等

详细资讯可以到网站查看.

 

二、   ISP Module

ISP（Image Signal Processing）模块的功能：

1.       Color Interpolation

2.       Color Correction

3.       4-by-4 taps Scaling

4.       Image Effects 和 RGB、YUV之间的转换

 

ISP的Effect有:

Hue, Saturation, Brightness, Contrast, Sepia, 2D-Edge Enhancement, Emboss, Inverse Multiply (Night shot) and Negative effects

 

ISP module结构图:

在DPF的应用中，一般是ISP读取memory中的data，然后进行ISP一些处理，比如Color Correction, RGB—YUV Transformation等，然后再输出到LCD Display Memory，最后显示出来。程序中的操作流程：

ISP数据处理流程：