关于 raw 图像的理解

1、问题背景

在图像调试过程,当发现一个问题时,很多时候都要通过 dump raw图像来分析,如果raw图像上有,那就排除了是 ISP的处理导致。

下一步就是排查 sensor 或者镜头,这样可以有效的帮我们定位问题所在。

但遇到过有些 raw, 用工具打不开或者出图不对的情况,那可能是因为 raw 的存储格式不同导致,本文主要对 raw 的格式做下介绍说明。

2、问题分析

a. 什么是 raw

raw 数据是 sensor 输出的原始数据,常用的一般有raw8, raw10, raw12等,分别表示一个像素点有 8bit、10bit、12bit 数据。

是 sensor 将光信号转化为电信号时的电平高低的原始记录,单纯地没有进行任何处理的图像数据,即表现的是 sensor 和镜头本征特性的数据。

raw 数据在输出的时候是有一定顺序的,主要有四种: GRBG、RGGB、BGGR、GBRG,如下图为BGGR格式:

b. raw 分哪几种格式,有什么区别 ?

raw 一般分为 plain raw 和 mipi raw,主要是存储方式上的区别,如下图所示是 Plain raw10 的示意图。

10bit的raw,单个像素也就是10bit,需要两个字节(16bit)来存储。

那就会空出 6位用不到,因为有空余,这里就涉及到一个高位/低位对齐的问题,也就是存储数据时,右移6位低位对齐(如下图1所示),

左移6位高位对齐(如下图2所示)。这个主要看平台厂商对数据处理有什么要求,我司用的是高位对齐的数据,所以读取时,要有相应的移位操作才行。

如下图所示是 mipi raw10 的示意图,以大端存储方式为例,它是把4个像素放到5个字节(40bit)中,组成一个包去存储。

前4字节依次存放 raw10图像的前4个像素的后8位,4个像素的前2位依次存放在包的第5个字节中。

所以从存储方式来看,mipi raw 的存储方式是要比 plain raw 更节省内存。

c. 怎么正确查看 raw ?

一般raw图工具打开都会要求配置一下 raw 图尺寸、位宽、bayer格式、MSB/LSB,

但一般工具支持 plain raw 打开的居多,还有些并不支持MSB和LSB的选择,所以需要我们对raw 做一下处理。

如下是mipi raw 转 plain raw 、plain raw10 MSB 转LSB 的相关 python 代码,

分析代码的处理过程,也会加深我们关于raw图像的理解,


参考资料:

大话成像-数字成像算法基础课程

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