1 Mono8 格式拆图方案

1.1 成像原理

Mono8 格式为单通道 8 位灰度图像格式。Sensor 采用单线曝光、单线输出的工作方式：每次行触发信号，Sensor 对单行像素进行曝光并读出，图像数据按行顺序连续输出。这种简单的机制使得 Mono8 格式成为分时频闪应用中最容易处理的像素格式。

1.2 曝光时序图示

下图展示了 Mono8 格式在 2 灯分时频闪应用中的曝光时序：

1.3 拆分原理图解

原始图像的行序与拆分后的对应关系如下：

拆分规则：将原始图像按行号奇偶性分为两组。奇数行（1,3,5,...）组成第 1 张子图像，偶数行（2,4,6,...）组成第 2 张子图像。每张子图像的行数为原始图像的 1/2。

1.4 触发精度要求

关键要点：N 灯应用必须使用 N 倍触发精度

原理说明：提升触发精度后，相邻行的时间间隔缩小为原来的 1/N，对应的空间位移也缩小为 1/N，使得 N 个光源的触发时刻能够精确对齐到不同的空间位置。

2 RGB8 格式拆图方案

2.1 成像原理

RGB8 格式为三通道 8 位彩色图像格式。与 Mono8 的单线曝光不同，RGB8 格式的 Sensor 采用三线曝光机制：每一行完整的 RGB 像素数据需要三次独立的曝光才能获取。

2.2 三线曝光时序图

RGB8 格式获取一行完整像素需要三次曝光：

注意：如上图所示，在 2 灯分时频闪应用中，获取一行 RGB 数据的三次曝光分别来自不同光源、不同空间位置。这导致合成的 RGB 像素包含混叠信息，无法直接使用。

2.3 颜色混叠问题图示

混叠后果：同一像素的 R、G、B 分量来自不同空间位置（3, 3.5, 4）和不同光源（L1, L2, L1），导致颜色失真和位置错位。这种混叠发生在 Sensor 输出的 RAW 域，因此必须在 RAW 域进行拆分处理。

2.4 解决方案：RAW 域拆分

正确的处理流程：

关键配置：Line Rate Ratio (LRR) 应设置为光源数量 N。这样每次触发信号，Sensor 输出 N 行数据，便于按光源进行分组拆分。同时需要使用 N 倍触发精度确保空间位置对齐。

3 BayerRBGG8 格式拆图方案

3.1 成像原理

BayerRBGG8 格式采用 Bayer 色彩滤镜阵列 (Color Filter Array, CFA)。Sensor 表面覆盖一层滤镜，每个像素仅能获取 R、G、B 中的一种颜色信息。通过后续的插值算法（Demosaicing）恢复完整的彩色图像。

3.2 Bayer 阵列结构

BayerRBGG 格式的像素排列如下：

Bayer 阵列特点：R 和 B 像素各占 25%，G 像素占 50%（人眼对绿色更敏感）。每 2 行构成一个完整的 Bayer 周期（R/G 行 + G/B 行）。

3.3 二线曝光时序图

Bayer 格式采用二线曝光机制：

说明：每次行触发信号，Sensor 进行 2 次曝光，输出 2 行数据。这 2 行构成一个完整的 Bayer 周期，后续插值算法需要这 2 行数据才能正确恢复颜色。

3.4 拆分原理与 LRR 配置

Bayer 格式的关键配置参数：

⚠重要：必须在 RAW 域拆分

原理解释：Bayer 插值算法需要参考邻域像素。如果先插值后拆分，插值过程会混入不同光源的邻域信息，导致颜色失真。正确做法是在 RAW 域按 2 行单位拆分，然后对每张子图像独立进行插值。

4 三种格式对比总结

4.1 参数配置对比表

4.2 拆图流程对比图

【Mono8 格式流程】

【RGB8 格式流程】

【BayerRBGG8 格式流程】

4.3 总结差异

• 触发精度共性：三种格式在 N 灯应用中均需使用 N 倍触发精度，这是由分时频闪的时序特性决定的。触发精度不足会导致空间位置错位。

• 曝光机制差异：Mono8 采用单线曝光，RGB8 采用三线曝光，Bayer 采用二线曝光。曝光方式的差异是拆分策略不同的根本原因。

• RAW 域处理必要性：RGB8 和 Bayer 格式必须在色彩插值前进行拆分。插值算法会参考邻域像素，若邻域来自不同光源，会导致颜色混叠。

• LRR 配置策略：Mono8 无需设置 LRR；RGB8 的 LRR 应等于光源数量 N；Bayer 的 LRR 固定为 0（无需隔行拼接）。

• 拆分单位：Mono8 按 1 行拆分，RGB8 按 3 行拆分，Bayer 按 2 行拆分。拆分单位必须与曝光方式匹配，保持数据完整性。

4.4 应用建议

系统选型：灰度检测优先选择 Mono8 格式（算法简单、处理速度快）；彩色检测优先选择 Bayer 格式（数据量小、传输带宽低）。

参数配置：在算法开发初期，先确定光源数量 N，然后配置 N 倍触发精度和对应的 LRR 参数。

处理流程：对于 RGB 和 Bayer 格式，确保在 ISP 流水线的 RAW 域进行拆分，然后再进行色彩插值。

验证方法：使用标定板（如棋盘格）验证拆分后图像的空间对齐精度，确保无明显错位。

调试技巧：先用 Mono8 格式验证时序和触发精度，再切换到彩色格式进行 RAW 域拆分调试。