01

flicker(banding)現(xiàn)象

出現(xiàn)flicker(banding)問(wèn)題時(shí)，從視頻上看會(huì)發(fā)現(xiàn)有規(guī)律的明暗相間的條紋，這種現(xiàn)象也叫做牛頓環(huán)。如下圖所示。

02

產(chǎn)生flicker(banding)問(wèn)題的原因

Sensor在日光燈作為光源下獲取圖像數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生flicker，其根本原因是照在不同pixel上光能量不同產(chǎn)生的，所接受的光能量的不同也就是圖像的亮度的不同。

電源的頻率有兩種標(biāo)準(zhǔn)：50Hz（大陸）和60Hz（臺(tái)灣、日本）的正弦波形，當(dāng)然能量是沒(méi)有方向性的，因此對(duì)應(yīng)的能量是一個(gè)頻率為100Hz和120Hz的波形，如下圖所示：

由于能量在時(shí)間方向上的波形，照在sensor上就使每一個(gè)pixel產(chǎn)生在時(shí)間方向上的相應(yīng)波形，由于CMOS sensor的曝光方式是一行一行的方式進(jìn)行的，任何一個(gè)pixel的曝光時(shí)間是一樣的，也就是同一行上的每個(gè)pixel的曝光開始點(diǎn)和曝光的時(shí)間都是一模一樣的，所以同一行的所有點(diǎn)所接受到的能量是一樣的，而在不同行之間雖然曝光時(shí)間都是一樣的，但是曝光的開始點(diǎn)是不同的，所以不同行之間所接受到的能量是不一定相同的。由此產(chǎn)生sensor出來(lái)的圖像可能在圖像高度方向上會(huì)有相應(yīng)的波形，如下圖:

為了使不同行之間所接受的能量相同，就必須找一個(gè)特定的條件，使得每一行即使曝光開始點(diǎn)不同，但是所接受的光能量是相同的，這樣就避開了flicker，這個(gè)特定的條件就是曝光時(shí)間必須是光能量頻率Hz的整數(shù)倍時(shí)間。

計(jì)算原理為：

50HZ交流電能量周期：T = 1/(50*2)

sensor曝光一幀所用的時(shí)間 T_frame = 1/FPS;

sensor曝光一行所用的時(shí)間 T_row = T_frame/Line_max? (Line_max = Exp_max);

為了避免flicker，必須滿足每一行獲取的能量是交流電能量周期的整數(shù)倍，否則會(huì)因?yàn)楂@取的能量不一致，導(dǎo)致水波紋現(xiàn)象的產(chǎn)生。即：

T_row * Step = n * T

故：Step = （n * T）/T_row = n*(FPS *Exp_max) /100; (n取正整數(shù))

這個(gè)是計(jì)算Banding Flicker的依據(jù)，具體計(jì)算方法如下：

50Hz

Banding Value = Total lines * fps / 100

60Hz

Banding Value = Total lines * fps / 120

03

如何規(guī)避flicker(banding)問(wèn)題 --- sensor的修改

相信在很多地方都可以了解到，只要曝光時(shí)間是光能量周期（100Hz）的整數(shù)倍，即可規(guī)避工頻干擾導(dǎo)致的閃爍問(wèn)題。

但是當(dāng)曝光時(shí)間低于光能量周期（10ms）時(shí)，有應(yīng)該如何規(guī)避這個(gè)問(wèn)題呢？

假設(shè)幀率為10fps，那么設(shè)置一幀的時(shí)間間隔剛好為100ms，那么，每幀開始曝光開始時(shí)間都會(huì)是一致的，在相同的曝光時(shí)間，得到的光能量也就一致了。（由于有些提示是100ms的幀間隔，但是由于誤差問(wèn)題，不是準(zhǔn)確的100ms，誤差累計(jì)導(dǎo)致閃爍）。

通過(guò)設(shè)置幀率，使得每一幀之間的間隔為10ms的整數(shù)倍，每幀對(duì)應(yīng)的每一行曝光得到的光能量一樣（從能量波形來(lái)看，要使得每一行曝光所對(duì)應(yīng)的能量一樣，只需要確保對(duì)應(yīng)的每一行時(shí)間內(nèi)對(duì)能量波形積分，所得到的面積一樣即可滿足），從視頻上來(lái)看，當(dāng)曝光時(shí)間低于光能量周期（10ms）時(shí)，明暗相間的條紋位置固定不動(dòng)，視頻上看來(lái)不會(huì)有明顯的頻閃現(xiàn)象。

?

以50Hz為例說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)這個(gè)有兩種辦法：
　　1、設(shè)置曝光控制，強(qiáng)制為10ms整數(shù)倍變化，但是這樣會(huì)浪費(fèi)一部分曝光時(shí)間，導(dǎo)致曝光無(wú)法用滿，在室內(nèi)自然就會(huì)損失性能。

　　2、修改楨率，使每楨圖像分到的時(shí)間是10ms的整數(shù)倍，則可以用滿每楨曝光時(shí)間在，室內(nèi)效果更好。修改楨率可以插入Dummy Line或者Dummy Pixel。這需要一點(diǎn)點(diǎn)計(jì)算，具體計(jì)算需要看sensor輸出Timing。
　　例如把楨率設(shè)置為7.14fps，則每楨曝光時(shí)間是140ms。如果是15fps，則每楨曝光時(shí)間是66.66ms，如果強(qiáng)制曝光為10ms整數(shù)倍，最大即60ms，則有6.66ms無(wú)法參與曝光，損失性能。
　　具體調(diào)整楨率方法得和sensor的FAE溝通，每個(gè)sensor都可能不一樣，不能一概而論。調(diào)整楨率還有個(gè)原則要注意，預(yù)覽一般不能低于 10fps，再低就很卡，常用14.28fps和12.5fps；抓拍不能低于5fps，否則用手就很難拍出清晰的照片，常用7.14fps。楨率是一個(gè)權(quán) 衡折中的選擇

?????? 高了曝光時(shí)間不夠，暗光效果太差，低了沒(méi)法拍照，容易虛。

04

如何規(guī)避flicker(banding)問(wèn)題 ---?app?的修改

banding現(xiàn)象，也叫做牛頓環(huán)，那防止這種現(xiàn)象，也就叫做防牛頓環(huán)，在Android 里面叫做anti banding。

針對(duì)banding問(wèn)題，google也為我們提供了對(duì)應(yīng)的接口，CONTROL_AE_ANTIBANDING_MODE, 這個(gè)參數(shù)，應(yīng)用上一般要求設(shè)置為AUTO。

05

如何規(guī)避flicker(banding)問(wèn)題 ---?hal?的修改

android/hardware/qcom/camera/QCamera2/HAL3/QCamera3HWI.cpp

從下面代碼可以看到，property屬性persist.vendor.camea.set.afd 控制的就是anti banding的值，如果上層設(shè)置下來(lái)是AUTO模式，那么代碼里面默認(rèn)值是5（AUTO_60HZ）,實(shí)際上在我們國(guó)內(nèi)，一般的燈光閃爍頻率是50hz，所以如果是國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品，這個(gè)默認(rèn)值我們需要修改為4（AUTO_50HZ）。

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參考資料：

1. [關(guān)于cmos工頻干擾導(dǎo)致的閃爍問(wèn)題]

? ? https://blog.csdn.net/weixin_41944449/article/details/94296676

2. [camera工頻干擾問(wèn)題]

? ? https://blog.csdn.net/jzwjzw19900922/article/details/108508416

3.[Camera Sensor 的工頻閃爍]

? ? https://blog.csdn.net/lz0499