PDAF原理简介-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了PDAF原理简介。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.PDAF原理

原理：是在感光芯片上预留出一些规律性对称的遮蔽像素点，专门用来进行相位检测，通过像素之间的距离及变化来决定对焦的偏移量即相位差（PD值）从而实现快速对焦。

1.1PDAF系统框图

PDAF原理简介

1.2 PDAF 分类

1.2.1 单PD(shieled pixel)

屏蔽掉像素一般的感光区域（黑色部分），值获得一半信号。需要另外的像素屏蔽掉另一半信号，得到完整的相位差信息。SP越多，对焦越快，但信号损失越严重，目前SP密度控制在1%~3%。
屏蔽掉像素一般的感光区域（黑色部分），值获得一半信号。需要另外的像素屏蔽掉另一半信号，得到完整的相位差信息。SP越多，对焦越快，但信号损失越严重，目前SP密度控制在1%~3%。
PDAF原理简介

1.2.2 双PD(Dual Pixel)

将同一个像素底部的感光区域（即光电二极管）一分为二，在同一个像素内即可完成相位信息捕获。dual PD 也有叫 2PD、全像素双核对焦，这种像素覆盖率100%，所以对焦体验最佳。但由于将光电二极管一分为二，井口变小，FWC急剧衰减，dynamicrange衰减严重，拍照非常容易过曝。三星凭借优秀的ISP和调试能力过曝控制的还可以，但金立M2017驾驭能力就稍弱了。但单从对焦来说，dual PD>2*1PD>shield pixel，这种优势尤其体现在暗环境下对焦的稳定性上，比如10lux/5lux/1lux这些极暗环境下的对焦。

使用两个光电二极管（即两个检测点）
把两个光电二极管放在一个像素井内（即成对出现）分别读取两个二极管内的信息（即每个只取一半）也就是说之前需要两个像素并且各遮一半才能组成一组对焦点，现在不需要了，对光线利用率也很高。对焦时开一个二极管，成像时两个二极管拼起来同时使用。使用这种方法能彻底解决掩蔽式相位对焦“挖像素”带来的掉画质问题，并且理论上可以做到所有像素都能参与对焦

优点：暗光对焦能力非常强悍不需要额外相位对焦像素画质表现接近反差对焦传感器而且可以生成深度图供景深处理，是目前手机上较为理想的解决方案
缺点：全像素采样视频模式下不能相位对焦

1.2.3

简单分析三种PDAF技术：

1.shield pixel
屏蔽掉像素一般的感光区域（黑色部分），值获得一半信号。需要另外的像素屏蔽掉另一半信号，得到完整的相位差信息。 SP越多，对焦越快，但信号损失越严重，目前SP密度控制在1%~3%。

2.super PD
将相邻的像素共用一个on chip microlens得到相位差信息，一般在Green上处理。同样的，二合一的PD越多，对焦越快，但信号损失越严重，目前密度也控制在1%~3%

3.dual PD
将同一个像素底部的感光区域（即光电二极管）一分为二，在同一个像素内即可完成相位信息捕获。dual PD 也有叫 2PD、全像素双核对焦，这种像素覆盖率100%，所以对焦体验最佳。但由于将光电二极管一分为二，井口变小，FWC急剧衰减，dynamic
range衰减严重，拍照非常容易过曝。

但单从对焦来说，dual PD>2*1 PD>shield
pixel，这种优势尤其体现在暗环境下对焦的稳定性上，比如10lux/5lux/1lux这些极暗环境下的对焦。另外，即使是同一种PDAF，受microlens的设计、像素大小、用于PD的color filter、sensitivity、Fab制程等因素影响，各家的效果还是不一样。

2.高通PDAF校准流程

2.1 gain map介绍

由于shiled pixel一半被遮盖住，感光面积只有正常pixel感光能力的一半，所以感光能力要比正常的pixel感光能力弱，gainmap就是对遮蔽pixel做感光能力的补偿
PDAF原理简介

2.1.2 gain map校准流程

将马达推到远近焦中间位置
下寄存器打开PD点
自动AE到指定的曝光值
取一张raw10图片
调用高通的DLL计算出应该补偿的数值
把增益写入OTP

有些Sensor的PD Pixel都是G Pixel，有的是R、B Pixel，有的是B、G Pixel，故不同芯片的数据左右差异大小不同。

2.2 PDAF DCC

相位视差和镜头运动之间的转换用离焦转换系数(DCC)表示，其单位为dac/pixel。
PDAF原理简介

DCC为一个无符号量，以正值的形式存储在eeprom中。如果PDAF校准工具输出的DCC的值为一个负值，则会返回一个错误代码，表示校准结果无效。在sensor配置中，左右PD点配置错误可能会导致这种情况

PDAF原理简介

像素的视差以像素为单位表示，计算得到的位移量是一个相对值，表示镜头需要移动多少距离，而不是表示镜头当前所在的位置，PD值有正负之分，PD值决定马达的位移方向，当PD值等于0时，图像是最清晰的

2.3 DCC Calibration

2.3.1 校准chart

DCC校整可以使用菱形chart或者条形chart进行测试
线条chart ,和菱形chart相比，条形chart可以获得更均匀的相位差数据，DCC校准Chart是校准DLL所需要输入的工具之一，对于垂直放置PD点的sensor，推荐使用水平的线条测试Chart

2.3.2 测试距离

DCC校准推荐的相机模组到测试chart的推荐距离位置在 AF_cal_inf到af_cal_near中间的位置，大多数摄像头模组设计的测试距离在20cm到30cm,在使用长焦镜头的camera模组中，这个测试距离有可能会达到2m
camera视场角覆盖测试图活动区域的85%-95%，如下图所示。
PDAF原理简介
正确使用测试chart，避免DCC校准过程中的系统误差，从而导致PDAF性能问题。测试图尺寸不合适，测试图旋转/或倾斜，以及过度曝光导致常见的DCC校准错误。下图显示了正确使用测试图的例子，以及常见的测试图问题。 PDAF原理简介

2.3.3 DCC校准过程

Lens从远焦移动到近焦总共移动9步，在镜头移动过程中，会获取十张图片，从这十张图片中获取十个相位差的值和10个焦距值，用这些数据进行线性回归，得到DCC值，图像被划分为6X8个区域，从而形成6X8DCCmap,如下图所示：
PDAF原理简介文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-494864.html