K230 ISP初始化配置指南
1. K230 ISP初始化配置概述
在图像调优后，所形成的ISP配置参数，需要写入相应sensor的初始化配置文件中。开机时，ISP会自动调用这些配置文件中 的设置完成初始化。当模块自适应功能使能时，ISP将按该模块自适应功能的设置进行运行。 ISP初始化配置有三个文件：xml、manaual.json和auto.json，若sensor可选不同分辨率，则不同分辨率下都需有这三个配置文件。这些配置文件都存放于\k230_sdk\src\big\mpp\userapps\src\sensor\config目录下。
2. xml文件
2.1 概述
可使用K230 ISP Calibration Tool(K230ISPCalibrationTool.exe)生成xml文件，工具中所有模块的校准都需要完成，以得到完整的校准数据。
xml文件中包含的数据有两个来源：
- 使用Calibration Tool得到的校准结果
- 工具发布包中提供的专业数据文件
校准数据及校准参数文件存放的位置，如下表所示：
| 校准数据 | 生成方法或参数文件 | 校准参数文件位置 |
|---|---|---|
| Auto White Balance | Calibration Tool | sensor/lens/sample/AWB/ |
| Black Level Calibration | Calibration Tool | sensor/lens/sample/BlackLevel/ |
| Chromatic Aberration | Calibration Tool | sensor/lens/sample/Calibration Tool/ChromaticAberration/ |
| Color Calibration | Calibration Tool | sensor/lens/sample/Calibration Tool/ColorReproduction/ |
| Defect Pixel Color Correction | dpcc_para.txt | sensor/lens/sample/Calibration Tool/DefectPixel/ |
| Auto Exposure Calibration | aec_para.m; k_para.txt | sensor/lens/sample/Calibration Tool/ExposureCalibration/ |
| HDR | hdr_para.txt | sensor/lens/sample/Calibration Tool/HDR/ |
| Lens Shading Correction | Calibration Tool | sensor/lens/sample/Calibration Tool/LensShading/ |
| Noise Calibration | Calibration Tool | sensor/lens/sample/Calibration Tool/Noise/ |
| Photo Response Linearity | degamma_para.txt | sensor/lens/sample/Calibration Tool/PhotoResponseLinearity/ |
2.2 为校准参数创建校准文件文件夹
请按照以下步骤为每个分辨率创建文件夹：
- 使用sensor名称创建文件夹 (如：/OV9732)
- 使用镜头名称创建文件夹 (如：/2MP)
- 使用样本名称创建文件夹 (如：/01_30)
- 为每个校准功能创建子文件夹 (如下图所示)
- 将校准参数文件复制到相应的参数文件夹中
对于每个分辨率，示例如下:
- sensor
- lens
- sample
- AWB
- AWB parameters.txt
- AWB parameters.mat
- BlackLevel
- BLS parameters.txt
- …
- AWB
- sample
- lens
2.3 使用K230 ISP Calibration Tool生成xml文件
将所有校准参数文件复制到相应文件夹后, 打开K230 ISP Calibration Tool，用其生成xml文件。
如下图所示，点击主界面“7. XML Generator”按钮：
弹出如图所示“XML Generator”对话框：
在“Data Location”栏中选择正确的标定目录地址，在“Sensor”选择创建的sensor文件夹，“Lens”选择栏中选择创建的镜头文件夹，“Data”栏中选择创建的样本文件夹。
在“Resolution”栏中输入图片正确的Width和Height，“Format”栏中选择“XML”, “Creator”栏中输入创建者名称，然后点击“Manually Generate”，即可在所选的镜头文件夹下生成“XML”子目录，该目录中将生成.xml文件。
将生成的xml文件，按K230 SDK代码中输入的xml名称改名后(如ov9732-1280x720.xml)，放入config目录下,即可被K230 SDK正确调用。
2.4 AWB参数K_Factor
在xml文件中awb子段中有一个K_Factor参数需要另行标定和手动填入。该参数反馈了摄像模组的感光灵敏度。
在AWB算法中，环境为outdoor的判别为: Exp*K_Factor <=0.12（Exp为曝光量）。
比如以2000 lux为outdoor与transition的环境照度分割点，获取对应该照度的曝光值(ET * gain)， 则可计算：K_Factor = 0.12 / (ET*gain)。
3. manual.json文件
manual.json文件需手动创建。请参考imx335-2592x1944_manual.json文件创建所需sensor分辨率的manual.json文件。
3.1 CHdrv2
3.1.1 功能描述
该模块为未包含在其它ISP模块下的HDR mode参数的设置。
3.1.2 主要参数
| 参数 | 类型及取值范围 | 描述 |
|---|---|---|
| base_frame | int 0~1 | 0: S帧为参考帧; 1: L帧为参考帧。 推荐设置为0. |
| bls_out | int[4] | Black level out 默认配置为[0,0,0,0], 设置值基于ISP 12bits |
| bypass | bool | false: 经过HDR模块 true: 不经过HDR模块 |
| bypass_select | int 0~2 | 0: HDR模块输出L帧; 1: HDR模块输出S帧; 2: HDR模块输出VS帧 |
| color_weight | int[3] 0~255 | color_weight stitch_color_weight0+stitch_color_weight1*2+stitch_color_weight2=256 建议设置为[255, 0, 1] |
| enable | bool | false: HDR不使能 true: HDR使能 |
| extend_bit | int[2] -1~8 | 扩展bit位 [L/S帧融合, LS/VS帧融合] 建议设置为[-1,-1], 自动计算；0 ~ 8为手动设置值。 |
| ratio | float[3] 1.0~256.0 | 曝光量比值 [long/short, short/very short, very short/exposure 3] |
| sensor_type | int 0~6 | 0,1,2: L_12+S_12+VS_12 3: LS_16+VS_12 4,6: L_12+S_12 5: L_12+VS_12 |
| stitching_mode | int 0~1 | 0: 线性合成模式; 1: 非线性合成模式 |
| trans_range | float[6][2] 0.0~1.0 | 合成区间的起始值与终止值 参考帧像素低于起始值，合成帧像素为较长帧； 参考帧像素高于终止值，合成帧像素为较短帧； 参考真像素位于两者之间，合成帧为较长帧与较短帧的融合。 [[L+S_ref(L)_start, L+S_ref(L)_end], [LS+VS_ref(LS)_start, LS+VS_ref(LS)_end], [L+S_ref(S)_start, L+S+ref(S)_end], [LS+VS_ref(VS)_start, LS+VS_ref(VS)_end], [LSVS+E3_ref(LSVS)_start, LSVS+E3_ref(LSVS)_end], [LSVS+E3_ref(E3)_start, LSVS+E3_ref(E3)_end]] |
上表中：
| 帧号 | 描述 |
|---|---|
| L帧 | (曝光时长)长帧 |
| S帧 | (曝光时长)短帧 |
| VS帧 | (曝光时长)非常短帧 |
| LS帧 | L帧与S帧融合后的帧 |
| LSVS帧 | LS帧与VS帧融合后的帧 |
请注意，K230 HDR模式下，K230 CSI（Camera serial interface）模块不支持Hsync在Vsync之前的sensor数据模式，且各帧（L/S/VS）Vsync拉高(有效数据输出)时不能有交叠。
3.2 CGreenEqu
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.7章节。
3.3 CRgbIR
3.3.1 功能描述
该模块为针对RGBIR sensor的输入处理设置.
3.3.2 主要参数
| 参数 | 类型及取值范围 | 描述 |
|---|---|---|
| bit | int | 12, 固定值 |
| ccmatrix | float[12] | 3x4色彩转换矩阵，将RGBIR值转换为RGB值 |
| dpcc_mid_th | int | DPCC通道中阈值值 |
| dpcc_th | int | DPCC通道阈值 |
| enable | bool | false: RGBIR子模块不使能 true: RGBIR子模块使能 |
| gain | int[3] | R/G/B通道增益 默认设置为[1,1,1] |
| ir_threshold | int | IR高值阈值 如果IR值高于该值，IR色彩影响因子为0. |
| irbayer_pattern | int | RGBIR排列类型 0: BGGIR 2: RGGIR K230 仅支持RGGIR和BGGIR两种排列类型, 请将RGBIR sensor的数据输出设置为该两种类型其中的一种。 |
| l_threshold | int | IR低值阈值 如果IR值低于该值，IR色彩影响因子为1. |
| out_rgb_pattern | int | 输出RGB数据排列类型 3: BGGR 无需更改。 |
3.4 CManualWb
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.12章节。
3.5 CCcm
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.13章节。
3.6 CDgain
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.3章节。
3.7 CCpdv1
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.19章节。
3.8 Bls
3.8.1 功能描述
该模块为设置black level。默认bls功能为打开。
3.8.2 主要参数
| 参数 | 类型及取值范围 | 描述 |
|---|---|---|
| bls | int[4] | Black level [bls_r,bls_gr,bls_gb,bls_b]。 目前驱动仅支持各通道配置相同的黑电平，设置值基于ISP 12bits |
3.9 CGamma64
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.14章节。
3.10 CDpcc
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.8章节。
3.11 CDpf
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.9章节。
3.12 CLscv2
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.2章节。
3.13 CWdrv4
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.6章节。
3.14 C3dnrv3_1
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.10章节。
3.15 CCproc
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.18章节。
3.16 CEEv1
3.16.1 功能描述
该模块包含了CA、DCI和EE三个子块。
3.16.2 主要参数
请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.15（EE）、3.16（CA）和3.17（DCI）章节。
3.17 CDmscv2
3.17.1 功能描述
该模块包含了CAC和DMSC两个子块。
3.17.2 主要参数
CAC参数设置请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.20章节。 DMSC参数设置请参考《K230 ISP图像调优指南》第3.11章节。
4. auto.json文件
auto.json文件需手动创建。请参考imx335-2592x1944_auto.json文件创建所需sensor分辨率的auto.json文件。
4.1 AdaptiveAe
4.1.1 功能描述
该模块为AE控制和AE自适应功能的参数设置。
4.1.2 主要参数
| 参数 | 类型及取值范围 | 描述 |
|---|---|---|
| enable | bool | 自动曝光使能开关。 false: 关闭自动曝光 true : 使能自动曝光 |
| semMode | int 0~2 | 场景模式 0: 场景评估关闭模式 1: 场景评估固定模式 2: 场景评估动态模式 |
| antiFlickerMode | Int 0~3 | 抗工频干扰工作模式 0: Off 1: 50Hz 2: 60Hz 3: User defined |
| setPoint | float 0~255.0 | 设置AE的亮度目标值 |
| tolerance | float 0~100.0 | 设置AE的亮度目标值百分比锁定范围 |
| dampOver | float 0~1.0 | 阻尼因子，用于平滑过曝时的AE收敛 |
| dampOverGain | float 0~128.0 | AE过曝时clip范围外的收敛加速增益因 子，值越大，收敛越快 |
| dampOverRatio | float 1.0~4.0 | AE过曝时clip范围外比例因子，值越小，收敛越快 |
| dampUnder | float 0~1.0 | 阻尼因子，用于平滑欠曝时的AE收敛 |
| dampUnderGain | float 0~16.0 | AE欠曝时clip范围外的收敛加速增益因子，值越大，收敛越快 |
| dampUnderRatio | float 0~1.0 | AE欠曝时clip范围比例因子，值越大，收敛越快 |
| motionFilter | float 0~1.0 | 运动变化平滑参数，用于计算AE场景评估自适应模式下的运动因子 |
| motionThreshold | float 0~1.0 | 运动判别阈值 |
| targetFilter | float 0~1.0 | AE的亮度目标值变化平滑系数，值越大变化越快 |
| lowLightLinearRepress | float[20] 0~1.0 | 线性模式下，当前增益阶数对应的目标亮度压制比例 |
| lowLightLinearGain | float[20] 0~255.0 | 线性模式下，当前增益阶数对应的增益值 |
| lowLightLinearLevel | int 0~19 | 线性模式下总的增益阶数 |
| lowLightHdrRepress | float[20] 0~1.0 | 宽动态模式下，当前增益阶数对应的目标亮度压制比例 |
| lowLightHdrGain | float[20] 0~255.0 | 宽动态模式下，当前增益阶数对应的增益值 |
| lowLightHdrLevel | int 0~16 | 宽动态模式下总的增益阶数 |
| wdrContrastMax | float 0~255.0 | AE场景评估自适应模式下计算AE setpoint的最大对比度值 |
| wdrContrastMin | float 0~255.0 | AE场景评估自适应模式下计算AE setpoint的最小对比度值 |
| frameCalEnable | bool | 曝光设置帧间隔使能开关。 true : 使能曝光设置帧间隔功能 false: 关闭曝光设置帧间隔功能 |
| autoHdrEnable | bool | true: HDR mode下，自动计算当前帧HDR ratio false: HDR mode下，使用固定的HDR ratio |
| roiNumber | int | 当前ROI窗口序号 |
| roiWindow | float (fx,fy,fw,fh,weight) | 当前ROI窗口的起始点坐标(x,y)、宽高和亮度计算权重 |
| expV2WindowWeight | float[32x32] 0~255 | 各子块曝光权重 |
4.2 Awbv2
4.2.1 功能描述
该模块为awb自适应功能的参数设置。
4.2.2 主要参数
| 参数 | 类型及取值范围 | 描述 |
|---|---|---|
| enable | bool | true : 使能AWB false: 关闭AWB |
| mode | int 0,1 | 0: AWB 1: AWB METEDATA |
| useCcMatrix | bool | true : 使能CCM 自适应 false: 关闭CCM自适应 |
| useCcOffset | bool | true : 使能CCM offset自适应 false: 关闭CCM offset自适应 |
| useDamping | bool | true : 使能AWB阻尼变化 false: 关闭AWB阻尼变化 |
| roiNumber | int | 当前ROI窗口序号 |
| roiWindow | float (fx,fy,fw,fh,weight) | 当前ROI窗口的起始点坐标(x,y)、宽高和AWB计算权重 |
4.3 Af
4.3.1 功能描述
该模块为AF功能的参数设置。该模块暂未生效。
4.3.2 主要参数
| 参数 | 类型及取值范围 | 描述 |
|---|---|---|
| enable | bool | false: 关闭AF true : 使能AF |
| mode | int | 0: 普通AF模式 (计划开发其它AF模式) |
| weightWindow | float[3] 0~255.0 | 设置用于锐度计算的三个统计值窗口的权重值 |
| cMotionThreshold | float 0~1.0 | 暂未使用，将用于运动检测 |
| cPointsOfCurve | int 1~20 | AF爬坡算法等分数量。该值越大，聚焦速度越慢；该值越小，聚焦速度越快，但移动步长过大会造成一定聚焦不准的情况。 |
| cStableTolerance | float 0~1.0 | AF从锁定状态进入失焦状态的阈值。该值越小，越容易失焦进入重新聚焦状态。 |
| focalFilter | float[5] 0~1023 | 暂未使用 |
| shapFilter | float[5] 0~1023 | 暂未使用 |
| focalStableThreshold | float 0~1.0 | 聚焦进入锁定状态的阈值。该值越小，越难进入锁定状态 |
| maxFocal | int 0~1023 | AF标定的最大马达位置 |
| minFocal | int 0~1023 | AF标定的最小马达位置 |
| cMseTolerance | float 0~1.0 | 暂未使用 |
| cPdConfThreshold | float 0~1023.0 | 未使用 |
| PdFocal | int -254~254 | 未使用 |
| PdDistance | int 1~254 | 未使用 |
| PdShiftThrehold | float 0~1.0 | 未使用 |
| PdStablecountMax | uint8 1~10 | 未使用 |
| PdROIIndex | uint8 0~48 | 未使用 |
4.4 ALscv2
4.4.1 功能描述
该模块为LSC自适应功能的参数设置。
4.4.2 主要参数
| 参数 | 类型及取值范围 | 描述 |
|---|---|---|
| enable | bool | false: 关闭ALSC true: 使能ALSC |
| damping | float | 阻尼因子，用于平滑ALSC时的LSC曲线变化 |
| interMode | int 0~2 | 0: 根据增益值自适应调节 1: 根据色温自适应调节 2: 根据增益值和色温自适应调节 |
| hdr | bool | false: 表示该组设置为线性模式下的设置 true: 表示该组设置为HDR模式下的设置。 |
| gain | float[20] | 各阶对应的增益值 |
| strength | float[20] 0~1.0 | 各阶增益值对应的保留LSC的强度 |
4.5 其它
本章节对其它自适应功能模块进行统一介绍。
这些自适应功能模块的设置参数，通常用“tables”标记引导的中括号“[]”分为两部分，在该中括号外的都为bool类型的使能参数，在该中括号内的则为参与自适应功能调节的参数。
4.5.1 tables外的参数说明
这些功能模块中，在tables外通常有以下三个参数：
| 参数 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| disable | bool | 可固定设置为false |
| enable | bool | false: 关闭; true: 使能 按所需adaptive模块功能进行设置 |
| forcecreate | bool | 可固定设置为true |
在A3dnrv3模块中，在tables外还有两个参数：
| 参数 | 类型 | 描述 |
|---|---|---|
| nlm_en | bool | 非局部均值降噪使能开关，建议设置为true |
| tnr_en | bool | 时域降噪使能开关。因K230 ISP tnr打开实际由外部命令参数控制，故可固定设置为false |
4.5.2 tables内的参数说明
在功能模块中，都有以下两个参数：
| 参数 | 类型及取值范围 | 描述 |
|---|---|---|
| hdr | bool | false: 表示该组设置为线性模式下 的设置 true: 表示该组设置为HDR模式下的设置。 |
| gain | float[20] | 各阶对应的增益值 |
其它自适应功能参数，请参考《K230 ISP图像调优指南》中的相应功能章节。
“gain”从最小值（通常为1倍）到最大值，最多可被分为20阶，每阶都需在gain这个参数数组中设置对应的增益值。
需要注意的是，各个自适应模块都可根据其自适应的需要自定义不同的阶数，最大不超过20阶即可。
同一自适应功能模块中的所有参与自适应的参数，都随gain的阶数来确定其数组大小，并且每阶都应根据对应的同阶增益值大小来设置合适的值。