利用彩色傳感器技術(shù)改進(jìn)智能手機(jī)攝像頭

在過(guò)去的十年中，數(shù)字圖像捕獲的世界發(fā)生了巨大變化。也許最引人注目和最引人注目的是智能手機(jī)相機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。在過(guò)去幾年中，智能手機(jī)攝像頭的影響導(dǎo)致獨(dú)立數(shù)碼相機(jī)的銷(xiāo)售大幅下降，因?yàn)橄M(fèi)者對(duì)手機(jī)攝像頭的功能和圖像質(zhì)量越來(lái)越滿(mǎn)意。

圖像捕獲的質(zhì)量和準(zhǔn)確性已成為創(chuàng)新和差異化的關(guān)鍵領(lǐng)域，因此，OEM正在不斷改進(jìn)智能手機(jī)攝像頭的功能。最終，智能手機(jī)OEM廠商繼續(xù)努力在手機(jī)上提供數(shù)碼單鏡頭反光（DLSR）相機(jī)體驗(yàn)，同時(shí)避免沉重的相機(jī)機(jī)身/鏡頭和更高的成本。消費(fèi)者可以享受以更高的簡(jiǎn)單性、分辨率和更逼真的色彩準(zhǔn)確性捕獲圖片的好處。

LG通過(guò)智能手機(jī)色譜技術(shù)提高標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)今市場(chǎng)上的一個(gè)很好的例子是LG，它在智能手機(jī)中提供先進(jìn)的相機(jī)技術(shù)方面享有悠久的聲譽(yù)，并獲得了各種攝影和成像組織的許多獎(jiǎng)項(xiàng)。通過(guò)與LG的密切合作，艾邁斯半導(dǎo)體提供了顏色傳感器技術(shù)，使LG的G5旗艦手機(jī)能夠?yàn)槠渲鲾z像頭提供色譜傳感器（CSS）技術(shù)。手機(jī)的顏色傳感器位于手機(jī)背面的閃光燈指示燈旁邊。

LG是首批利用彩色傳感器增強(qiáng)其相機(jī)功能的智能手機(jī)OEM之一。新傳感器可以測(cè)量環(huán)境光，同時(shí)還可以確定光源是人造的還是自然的。此外，它還能夠智能地區(qū)分光源是來(lái)自周?chē)h(huán)境還是視野內(nèi)的物體。通過(guò)以如此高精度了解確切的照明條件，手機(jī)可以選擇最佳的白點(diǎn)。

顏色傳感技術(shù)的工作原理

顏色傳感器的關(guān)鍵功能是精確測(cè)量相關(guān)色溫（CCT）以及環(huán)境光的紅外（IR）分量。CCT 是一種指標(biāo)，通過(guò)將光源的顏色與定義的參考相關(guān)聯(lián)來(lái)定義光源的顏色外觀。IR是電磁波譜的一部分，波長(zhǎng)超出可見(jiàn)光，范圍為700 nm至1 mm。淺色CCT的范圍從冷色（藍(lán)白色）到暖色（淡黃色和紅色）。

通過(guò)精確的CCT和紅外測(cè)量，可以將照明源識(shí)別為自然或人工（即陽(yáng)光與LED，白熾燈和熒光燈），并用于設(shè)置圖像捕獲的最佳白點(diǎn)。各種光源的光譜分量在可見(jiàn)光（RGB）和不可見(jiàn)光（IR）方面有很大的變化，因此需要精確地檢測(cè)這兩種分量來(lái)區(qū)分每個(gè)光源。

以艾邁斯半導(dǎo)體TCS3400顏色傳感器的光譜響應(yīng)度為例。片上紅外阻擋濾光片可最大限度地減少對(duì)紅外光的紅、綠和藍(lán) （RGB） 響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)更精確的顏色測(cè)量。

來(lái)自RGB通道的響應(yīng)可用于確定照明環(huán)境CCT。除了RGB和IR傳感外，傳感器還具有透明（C）通道，該通道為顏色測(cè)量的隔離提供了參考通道。四個(gè)RGBC通道各有一個(gè)專(zhuān)用的16位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，允許同時(shí)測(cè)量。

為什么使用離散顏色傳感器？

將離散顏色傳感器與圖像傳感器結(jié)合使用可以測(cè)量紅外光。典型的智能手機(jī)圖像傳感器會(huì)阻擋光譜的這一部分，因?yàn)樗辉诳梢?jiàn)光范圍內(nèi)，更重要的是，它會(huì)對(duì)圖像捕獲質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，智能手機(jī)攝像頭的圖像傳感器通常采用紅外阻擋濾波器，以確保攝像頭不會(huì)感應(yīng)到紅外。在某些情況下，紅外光會(huì)通過(guò)這些阻擋濾光片，并導(dǎo)致不自然的色彩和對(duì)圖像質(zhì)量的其他不利影響。如果攝像機(jī)的圖像處理算法可以測(cè)量環(huán)境照明中紅外光與可見(jiàn)光的比例，則可以消除這些紅外感應(yīng)效應(yīng)。

相機(jī)面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是在捕獲圖像時(shí)區(qū)分物體反射的顏色和環(huán)境光的顏色。顏色傳感器的RGB和IR傳感功能相結(jié)合，使相機(jī)子系統(tǒng)能夠自動(dòng)做出此決定，并隨后為圖像捕獲設(shè)置最佳白點(diǎn)。精確的紅外光測(cè)量可以最好地捕獲物體的實(shí)際顏色，而不是由于周?chē)h(huán)境中的紅外光而導(dǎo)致的顏色被誤解。選擇最佳白點(diǎn)對(duì)于圖片最自然和平衡的外觀至關(guān)重要。

其他顏色傳感器應(yīng)用

顏色傳感技術(shù)以及準(zhǔn)確測(cè)量環(huán)境光CCT和強(qiáng)度的能力使其他智能手機(jī)應(yīng)用能夠增強(qiáng)用戶(hù)體驗(yàn)。這些應(yīng)用包括自動(dòng)相機(jī)LED閃光燈顏色控制和自動(dòng)顯示白點(diǎn)設(shè)置。

智能手機(jī)相機(jī)閃光燈實(shí)現(xiàn)可以使用多個(gè)LED，白色和非白色，根據(jù)照明環(huán)境的CCT，智能地以正確的顏色和光量發(fā)射LED。根據(jù)場(chǎng)景照明條件自動(dòng)確定最佳閃光強(qiáng)度和顏色，使室內(nèi)和室外圖像更加平衡。

顏色感應(yīng)實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)功能是自動(dòng)調(diào)整顯示器的白點(diǎn)，以匹配照明環(huán)境的CCT。顯示白點(diǎn)，有時(shí)稱(chēng)為參考白點(diǎn)，通常是一個(gè)固定的設(shè)置，其中顯示的“白色”在我們的眼睛中顯示為“白色”。視覺(jué)科學(xué)研究得出的結(jié)論是，當(dāng)根據(jù)照明環(huán)境的CCT調(diào)整顯示器白點(diǎn)時(shí)，我們的觀看體驗(yàn)是最好的。因此，固定設(shè)置對(duì)于在各種照明條件下使用的智能手機(jī)來(lái)說(shuō)并不理想。根據(jù)照明環(huán)境動(dòng)態(tài)調(diào)整顯示白點(diǎn)的能力使圖像看起來(lái)更具吸引力，顏色看起來(lái)更準(zhǔn)確，從而獲得更好的用戶(hù)體驗(yàn)。

審核編輯：郭婷