五.图像处理与光学之3A的 AE

3A 是Camera ISP 控制算法的一个重要组成部分，通常分为自动曝光(AE)、自动聚焦(AF)、自动白平衡(AWB)三个组件。

5.0 概述自动曝光（Auto Exposure）

自动曝光算法可以理解为一个伺服系统，它不断监控ISP生成的每一帧图像的曝光状态，如果发现采集到的状态与理想目标发生偏离（超过容许范围）则立即进行干预响应，使系统尽快回到容许的工作范围内。

在一个响应周期内，AE算法需要处理的具体事项是：

• 根据ISP 硬件生成的图像曝光统计数据评估当前图像的曝光质量
• 如果曝光质量需要调整，则根据当前的工作参数和理想曝光目标生成下一帧图像的工作参数
• 将新的工作参数写入各硬件设备，驱动光圈、sensor 快门及增益到达新的位置

AE 算法的第一个任务是评估当前图像的曝光质量，大体上可以分成曝光不足、曝光适当、曝光过度三种情况。人类使用肉眼观察比较容易判断一副图像是否曝光适当，但是AE 算法需要一定的客观标准来精确地定义什么是曝光适当。目前主流的ISP 硬件都会提供关于图像的直方图统计数据，AE 算法可以利用直方图的均值来判断图像是否曝光适当。对于多数场景而言，当图像直方图的均值位于设备动态范围的一半位置时，画面的曝光质量通常是比较理想的。