
人眼对亮度的感知特性符合gamma曲线,即对暗区的变化较敏感,对亮区的变化较迟钝。
图像在采集和编码的时候会丢失部分数据,通过提升位宽和符合人眼曲线的编码形式(engamma)可以降低数据丢失对图像质量的影响。
下图是一般自然风景处理成图像并显示给人眼的过程。
在亮度的这个参数上,自然界的动态范围可以达到0~10^10 ,而人眼的核心工作范围为10^-2~10^6左右,单为是坎德拉每平米。
人眼对亮度的感知符合韦伯定律,即随着环境的亮度增加对亮度的变化的敏感度降低,该种特性从生物进化的角度来说可以帮助人类在黑暗中更容易发现隐藏的危险。
经典直观的例子就是:当纯黑的房间里点亮一根蜡烛, 则人会感受亮度有明显的增加, 而当房间里已经有1000根蜡烛时, 如果多点亮一根蜡烛, 虽然从物理角度来讲, 绝对亮度提升了1根蜡烛, 而对人的主观感受来说, 亮度变化没有上述明显。
上述特性可以使用下面的曲线来表示:
即人眼实际感知到亮度是真实亮度的0.45次幂,再乘上系数k,这里k假定为1。
2.sensor采集特性
理论上,sensor采集输出的亮度跟环境真实亮度成线性关系,真实环境中的亮度改变会在sensor的亮度输出中带来等比例的变化,
该图中的线性系数假定为0.004,可以是其他任何值,跟随sensor特性决定。3.量化和编码带来的损失
假定sensor的输出bit为12bit,存储和传输带宽bit为8bit,显示的bit为12bit
4.怎么弥补量化和编码带来的损失
这里有两种方式:一种是提高采样的位宽和传输的位宽,另一种是编码时保存更多的暗部细节
5.engamma和degamma一般会放在哪里
engamma一般会集成在sensor和isp中,这样处理后的数据可以送给总线直接显示或存储,degamma一般存在显示设备中,其中crt显示设备中的电子显像曲线天然符合degamma曲线,不需要额外增加degamma模块,pc显示器需要额外增加degamma模块。
在pc端,一般有处理图片的软件,比如ps和gimp,这类软件也可以对图片进行类engamma和degamma的调节。
