圖像質量標準

有個圖像質量標準組織叫做imagetest,裡面提供了一些guideline。

如果達到標準是就是好的圖:

n sharpness:鏡頭

意思是照一張對比度很高的圖(邊緣很銳利的圖),通過鏡頭是否還很銳利,說明鏡頭的解析度存在問題,這一般要去診斷isp或者整個相機模具裡面有什麼問題,最先做的是sharpness case,如果這個sharpness case不過,就會大概率的去看鏡頭是否有問題。

n noise:去噪模塊

同sharpness中提到的一樣,如果噪音很大,性價比很低,會看去噪模塊是否有問題。

n dynamic-range:感測器性能,tone mapping

在一張相片中,dynamic-range很低,黑的太黑,亮的太亮,就去診斷感測器是否有問題,或者tone mapping演算法是不是魯棒

n color accuracy:ccm

如果照片存在問題,會去看Automatic white balance和Color Correction Matrix 是否存在問題。是不是顏色標定過程有問題

n distortion,uniformity:鏡頭

當distortion,uniformity有問題也會去看鏡頭,是不是鏡頭的fov遠遠大於需求了,比如fov太大,它的余暈效應很嚴重,distortion很大,但是應用不需要很大的distortion,不需要很廣的視角,

n moire:demosaic

上圖中第三行第一張color moire,它大概率是demosaic造成的。

以上其實帶有大量的經驗主義的東西在裡面,所以在提到問題都是用到大概率的詞來描述。這讓我們的調試變得及其困難。

我們希望讓調試的工作變得簡單。在不需要投入更多的人力物力,不需要依靠經驗主義的情況下來提高調試效率。

現在已經有人在想辦法用end to end dnn 深度學習的方法代替傳統的isp。

2018年cvpr上發了一篇paper《Learning to See in the Dark》(學習在黑暗中看世界),由UIUC的陳晨和Intel Labs的陳啟峰、許佳、Vladlen Koltun 合作提出的一種在黑暗中也能快速、清晰的成像系統,讓機器「看破」黑暗的論文,

輸入是拜耳陣列,把它分為三個layer,分解成rgb三個chanel,喂入Neural Network里,出來就是output rgb。其實這個網路代替了過去所有的isp pipe line,但技術還不成熟,離工業化還很遙遠,

Neural Network存在不可控性。基於物理性質的isp出問題是可以診斷出來或者看出來問題在哪裡。如一隻黃色的貓照出來是淡黃色的貓,覺得還ok,但是用deep learning Neural Network很可能是進來一隻黃色貓,出來變成一隻狗或則變成黑色的了,這是完全有可能的。 但是這篇paper沒有說完全代替傳統isp,paper中想了一個辦法,在極低的低光下,傳統isp是什麼都看不到的,如上圖左下邊是傳統isp的成像,完全是黑的,這種情況下出來的的圖就是noise,相對比用新技術得到的anything 都是big plus ,側面反映出它可能在全工況出的圖都是不錯的。但這是一個不錯的方向。

如果端到端的代替isp是有難度的,或者說很不可靠。每一個isp模塊都是基於標定或者基於某種假設,那是否用一個dnn網路代替isp的一個block。就是能不用用一個dnn網路做白平衡,一個dnn網路做色彩矯正,也有paper在做這方面的研究。

【Paper:《beyond a Gaussian denoiser:residual learning of deep cnn for image denoising》(超越高斯去噪:深度CNN圖像去噪的殘差學習)

《Modelling the Scene Dependent Imaging in Cameras with a Deep Neural Network》(基於深度神經網路的攝像機視景成像建模)】

上圖是非常優秀的攝影專家拍攝的,左圖說攝影專家手工調節白平衡,會發現深度學習做的白平衡(右圖)比手工做的白平衡還要好。

上圖例子中,用deeplearning去噪,發現去噪效果比我們知道所有的isp中的去噪模塊加起來還要好,它的魯棒性很好,因為對於單一模塊來講,非常大概率的能肯定deep learning的表現要比單一模塊要好,即使deep learning有問題,但是它對整體的影響也比較小。如它只是白平衡做錯了,10000張圖片中只有1張做錯了,其他模塊沒有問題,雖然出來的圖不好看,但好歹也是過得去的。這種做法也有問題,isp需要大量的調參,這是非常艱巨的工作,像傳統isp聯合調參幾千個參數要達到image test圖像質量標準已經很難了,deep learning的參數更多,如果10個模塊都改成深度學習網路,那參數的數量非常巨大不可想像。

參看:

飄哥:成像對機器視覺應用的影響(一)isp成像流程?

zhuanlan.zhihu.com
圖標

推薦閱讀:
相关文章