利用彩色传感器技术改进智能手机摄像头

在过去的十年中，数字图像捕获的世界发生了巨大变化。也许最引人注目和最引人注目的是智能手机相机技术的进步。在过去几年中，智能手机摄像头的影响导致独立数码相机的销售大幅下降，因为消费者对手机摄像头的功能和图像质量越来越满意。

图像捕获的质量和准确性已成为创新和差异化的关键领域，因此，OEM正在不断改进智能手机摄像头的功能。最终，智能手机OEM厂商继续努力在手机上提供数码单镜头反光（DLSR）相机体验，同时避免沉重的相机机身/镜头和更高的成本。消费者可以享受以更高的简单性、分辨率和更逼真的色彩准确性捕获图片的好处。

LG通过智能手机色谱技术提高标准

当今市场上的一个很好的例子是LG，它在智能手机中提供先进的相机技术方面享有悠久的声誉，并获得了各种摄影和成像组织的许多奖项。通过与LG的密切合作，艾迈斯半导体提供了颜色传感器技术，使LG的G5旗舰手机能够为其主摄像头提供色谱传感器（CSS）技术。手机的颜色传感器位于手机背面的闪光灯指示灯旁边。

LG是首批利用彩色传感器增强其相机功能的智能手机OEM之一。新传感器可以测量环境光，同时还可以确定光源是人造的还是自然的。此外，它还能够智能地区分光源是来自周围环境还是视野内的物体。通过以如此高精度了解确切的照明条件，手机可以选择最佳的白点。

颜色传感技术的工作原理

颜色传感器的关键功能是精确测量相关色温（CCT）以及环境光的红外（IR）分量。CCT 是一种指标，通过将光源的颜色与定义的参考相关联来定义光源的颜色外观。IR是电磁波谱的一部分，波长超出可见光，范围为700 nm至1 mm。浅色CCT的范围从冷色（蓝白色）到暖色（淡黄色和红色）。

通过精确的CCT和红外测量，可以将照明源识别为自然或人工（即阳光与LED，白炽灯和荧光灯），并用于设置图像捕获的最佳白点。各种光源的光谱分量在可见光（RGB）和不可见光（IR）方面有很大的变化，因此需要精确地检测这两种分量来区分每个光源。

以艾迈斯半导体TCS3400颜色传感器的光谱响应度为例。片上红外阻挡滤光片可最大限度地减少对红外光的红、绿和蓝 （RGB） 响应，从而实现更精确的颜色测量。

来自RGB通道的响应可用于确定照明环境CCT。除了RGB和IR传感外，传感器还具有透明（C）通道，该通道为颜色测量的隔离提供了参考通道。四个RGBC通道各有一个专用的16位数据转换器，允许同时测量。

为什么使用离散颜色传感器？

将离散颜色传感器与图像传感器结合使用可以测量红外光。典型的智能手机图像传感器会阻挡光谱的这一部分，因为它不在可见光范围内，更重要的是，它会对图像捕获质量产生不利影响。因此，智能手机摄像头的图像传感器通常采用红外阻挡滤波器，以确保摄像头不会感应到红外。在某些情况下，红外光会通过这些阻挡滤光片，并导致不自然的色彩和对图像质量的其他不利影响。如果摄像机的图像处理算法可以测量环境照明中红外光与可见光的比例，则可以消除这些红外感应效应。

相机面临的另一个挑战是在捕获图像时区分物体反射的颜色和环境光的颜色。颜色传感器的RGB和IR传感功能相结合，使相机子系统能够自动做出此决定，并随后为图像捕获设置最佳白点。精确的红外光测量可以最好地捕获物体的实际颜色，而不是由于周围环境中的红外光而导致的颜色被误解。选择最佳白点对于图片最自然和平衡的外观至关重要。

其他颜色传感器应用

颜色传感技术以及准确测量环境光CCT和强度的能力使其他智能手机应用能够增强用户体验。这些应用包括自动相机LED闪光灯颜色控制和自动显示白点设置。

智能手机相机闪光灯实现可以使用多个LED，白色和非白色，根据照明环境的CCT，智能地以正确的颜色和光量发射LED。根据场景照明条件自动确定最佳闪光强度和颜色，使室内和室外图像更加平衡。

颜色感应实现的另一个功能是自动调整显示器的白点，以匹配照明环境的CCT。显示白点，有时称为参考白点，通常是一个固定的设置，其中显示的“白色”在我们的眼睛中显示为“白色”。视觉科学研究得出的结论是，当根据照明环境的CCT调整显示器白点时，我们的观看体验是最好的。因此，固定设置对于在各种照明条件下使用的智能手机来说并不理想。根据照明环境动态调整显示白点的能力使图像看起来更具吸引力，颜色看起来更准确，从而获得更好的用户体验。

审核编辑：郭婷