GW5_AWB

GW5 Auto White Balance（AWB）模块整理，用于记录 GEO GW5 ISP 中白平衡参数、AWB Mesh 标定、光源表、HSV 验证、EV-to-lux LUT、Night Mode，以及它与 CCM、LSC、AE 的前后级关系。

页面属性

• 类型：平台模块
• 厂家：GEO Semiconductor
• 平台：GW5
• 模块：Auto White Balance / AWB
• 场景：白平衡标定、色温切换、Night Mode、偏色排查、CCM 前置条件
• 适用范围：指定平台

模块作用

• AWB 用于让中性区域的 R / G / B 输出接近一致，从而正确还原场景中的 neutral tones。
• GW5 AWB 主要通过 GEO Calibration Tool 的 AWB Mesh 标定 Planckian 光源曲线、extra white point 和 probability distribution。
• AWB 是 GW5_Color / CCM、颜色风格和后级亮度映射的前置条件之一；白平衡未稳定时，不应急于定稿 CCM 或主观颜色。

调试阶段

• Phase One：在实验室中使用 GEO Calibration Tool 标定 AWB 参数，覆盖尽可能多的基础光源。
• Phase Two：通常不主动调 AWB，除非其他模块变化导致 AWB 表现变差。
• Phase Three：在 AE、CCM 等模块完成后，结合真实场景、低照、混合光源和 Night Mode 细调。
• LTM Phase Two 前置条件中要求 AWB 已调定，因此 GW5_LTM 之前应先确认 AWB 基线。

关键参数

Firmware 参数

参数	作用
enable	启用 AWB。
adaptive_enable	启用 adaptive AWB。
evtolux_probability_enable	启用 / 禁用 lux probability；初始标定时 evtolux_ev 尚未生成，应先关闭。
pause	冻结并保持当前 white balance。
gain_location	WB gain 位置：0 ISP，1 sensor。
dead_band_adaptive_enable	启用 white balance gains 的 adaptive dead band。
dead_band	手动模式下 white balance gains 的 dead band。
dead_band_lut	adaptive mode 下 white balance gains 的 dead band LUT。

Static calibration 参数

参数	作用
evtolux_ev	EV 与 lux 转换 LUT 中的 EV 值。
evtolux_lux	EV 与 lux 转换 LUT 中的 lux 值。
cwf_min_lux	CWF 检测最小 lux。
cwf_max_lux	CWF 检测最大 lux。
light_src	extra light sources 坐标。
rg_pos	所有 light sources 的 R/G 坐标。
bg_pos	所有 light sources 的 B/G 坐标。
sky_lux_th	通过 lux threshold 判断天空；默认常设为约 10000。
wb_strength	检测到天空后施加的额外权重，用于改善主观质量。
color_temp	Mired 表示的色温节点。
ct_rg_pos_calc	给定色温对应的 R/G 值。
ct_bg_pos_calc	给定色温对应的 B/G 值。
ct_65_pos	D65 在 color_temp 中的节点位置。
ct_40_pos	D40 在 color_temp 中的节点位置。
ct_30_pos	D30 在 color_temp 中的节点位置。
warming_ls_a	A 光源下 AWB warming calibration values。
warming_ls_d40	D40 光源下 AWB warming calibration values。
warming_ls_d50	D50 光源下 AWB warming calibration values。
warming_ls_d75	D75 光源下 AWB warming calibration values。
lux_high_lut_min/max/step/lut	高 lux LUT 范围和表值。
lux_low_lut_min/max/step/lut	低 lux LUT 范围和表值。
mesh_rgbg_weight	Planckian sources 的 Mesh RGBG weight。
mesh_ls_weight	extra light sources 的 Mesh RGBG weight。
mesh_color_temperature	Mesh color temperature。
rg_high_lut_min/max/step/lut	RG high LUT 范围和表值。
rg_low_lut_min/max/step/lut	RG low LUT 范围和表值。
bg_max	BG gain clip value。
avg_coeff	时间滤波系数。
color_preference	AWB color preference。
static_wb	Static WB gains。
zone_weight	AWB 分区权重。
nodes_vertical	AWB stats 垂直方向 active zones 数量。
nodes_horizontal	AWB stats 水平方向 active zones 数量。
black_level	AWB 有效数据下限。
white_level	AWB 有效数据上限。
Max_rg / Min_rg	white region 的 RG 上下限。
Max_bg / Min_bg	white region 的 BG 上下限。

• color_temp、ct_rg_pos_calc、ct_bg_pos_calc、ct_65_pos、ct_40_pos、ct_30_pos 协同工作，用于通过色温节点识别各光源色温，通常不需要人工调。

Dynamic calibration 参数

参数	作用
manual_red_gain	AWB 关闭时手动 red gain，4.8 fixed-point format。
manual_blue_gain	AWB 关闭时手动 blue gain，4.8 fixed-point format。
color_temperature_alpha	色温滤波 alpha，范围 0.0 inclusive 到 1.0 exclusive；值越高滤波越强。

Phase One：AWB Mesh 初始标定

前置条件

前置项	要求
GW5_Black_Offset	已调定
GW5_LSC	已调定
GW5_Color / CCM	已调定
Manual exposure	-0.25 < exposure < 0.25 f-stop，可用 Imatest 验证；避免 ColorChecker patch 24 clipping，同时 patch 19 只允许最小高光 clipping。

光源覆盖范围

Light Source	Approx. color temperature
D75 + LEE 82C	11900 K
10K bulb	10000 K
D75 + LEE 82A	9050 K
D75	7500 K
D65M	6500 K
D50M	5000 K
D65P	6500 K
D50P	5000 K
CWF	4150 K
D40	4000 K
TL84	4000 K
D30	3000 K
TL83	2800 K
A	2800 K
Horizon (A dimmed)	2600 K
A + LEE 81A	2300 K

• 目标是采集 2000K 到 12000K 范围内的 ColorChecker 图像。
• LEE filters 可放在镜头前模拟极端色温。
• D65P、D50P、CWF 属于 non-Planckian light sources；P / M 用于区分同名 D 系列灯泡的不同光谱特性。
• D65P 和 D50P 非必需，但有助于校正非典型光源。
• 采集时若可用 colorimeter 实测色温，AWB 曲线会更准确。

AWB Mesh 步骤

1. 在不同色温下拍摄 ColorChecker。
2. 打开 GEO Calibration Tool 的 AWB 模块，选择 AWB Mesh。
3. 对 Planckian 光源图像逐张选择 “ADD: Planckian white point from image”，输入 Illuminant Name 与实测 Kelvin。
4. 工具会把点加入 AWB curve，并记录 rg_pos 与 bg_pos。
5. 对 non-Planckian 光源使用 “Add: Extra white point from image”；extra point 会记录在 light_src，格式为 {X, Y}。
6. 查看 3D probability distribution；若点之间权重下凹，可在 AWB 模块的 Light Source Inputs 中调整 Weight，让侧面 profile 更平滑。
7. 调整 sky_lux_th 与 wb_strength：当 lux 高于 sky_lux_th 时认为场景可能有天空，并用 wb_strength 增加权重改善主观效果。
8. 使用 “Verify AWB Mesh” 重新跑用于标定的图像，检查 marker 是否落在对应光源附近。
9. 若偏差较大，可调整 Light Source Inputs 中的 RG、BG、Weight、-Sigma、+Sigma，或手动增加 white point。
10. 每次修改后都要重新验证所有已用图像。
11. 标定通过后保存 calibration file，将输出 JSON 中的 AWB 数据 port 到 ISP JSON；更新 FW 后重新抓图并重复验证。

AWB 验证

快速验证

• 在 GEO Calibration Tool 的 Verify AWB 流程中，点击 ColorChecker patch 21 查看 [R, G, B]。
• 理想状态为 R = G = B；实际允许约 ±5 pixel value 的通道差。
• 该方法适合快速检查，完整分析建议使用 Imatest。

Imatest HSV 验证

• 使用 Imatest Colorcheck 分析 ColorChecker 图像。
• 重点取 patches 20–22 的 HSV 并求平均，用下表判断 AWB 质量。

AWB Quality	6500 K HSV	4000 K HSV	2700 K HSV
Great	<0.0025	<0.0035	<0.0030
Good	0.025–0.050	0.035–0.060	0.030–0.065
Fair	0.050–0.100	0.060–0.110	0.065–0.160
Poor	>0.100	>0.110	>0.160

AWB 失败时先排查的模块

模块	可能原因
GW5_Black_Offset	温度或 gain 导致 shift / uniformity error。
Static white point	设置错误。
Frame stitching	WDR modes only artifacts。
GW5_Color / CCM	CCM calibration 差。
GW5_LSC	Chroma shading artifacts。

• 判断 neutral / grey 区域偏色时，还要考虑 chroma noise，不要把所有色斑都归因于 AWB。

Phase Three：EV-to-lux LUT 与真实场景细调

前置条件

前置项	要求
Phase One prerequisites	已完成
GW5_AE	已针对 all gains 调定
GW5_Color / CCM	已 revisit 并完全调定

EV-to-lux LUT

1. 使用 light tile 填满 sensor 画面，照度范围需覆盖 100 到 25000 lux，并保证均匀照明。
2. 关键 lux 点包括 100、900、1000、10000 lux。
3. 在 100 到 25000 lux 范围内拍摄至少 18 张图，每张用 lux meter 记录实际 lux。
4. 抓图时从 ISPTune live stats 读取 EV。
5. 在 GEO Calibration Tool 的 AWB 模块中录入 EV / lux，可手动使用 +Ev2Lux，也可加载 5 列 .dat 表。
6. 所有 ISP mode 都需要输入值；未使用的 mode 可填 0。
7. 保存 ISP JSON 并加载到相机后，将 evtolux_probability_enable 设为 1。

真实场景细调

• Field testing 要覆盖多类场景和多种色温，并建议用参考相机同步拍摄。
• 若某类真实光源明显失败，且该 illuminant 未进入 AWB 计算，可在场景中放置 18% grey card，添加 extra light source point。
• 若统计点没有落在已标定 Planckian curve 上，或 curve 包含了不应参与计算的统计点，需要继续调整 AWB curve 并反复验证。

AWB Night Mode

参数

参数	作用
night_mode_enable	启用 AWB night mode。
night_mode_highlight_switch_ev	开始切入 AWB night mode 的 EV 阈值。
night_mode_lowlight_switch_ev	完全切入 AWB night mode 的 EV 阈值。
night_mode_max_rg	night mode 下 AWB stats 的 max RG。
night_mode_min_bg	night mode 下 AWB stats 的 min BG。
night_mode_alpha_ev	EV 滤波 alpha，用于平滑 night mode 进出；值越高滤波越强、切换越慢。

使用场景

• 车载夜间场景中，AWB stats 常因混合光源、窄谱光源和大面积无照明区域而不可靠。
• 典型干扰包括路灯、车灯、交通灯、钠灯、LED 大灯、夜空和无照明路边。
• Night Mode 会把 AWB 限制到更窄范围，降低夜间错误白点估计概率。
• 原文叙述中示例提到 night_mode_max_rg 和 night_mode_max_bg 限制 AWB 区域，但参数表列出的是 night_mode_max_rg 与 night_mode_min_bg；现场使用前应以当前 ISP JSON 字段为准。
• 建议只在其他 AWB tuning 完成后，且真实夜间场景确实需要时再启用 Night Mode。

与其他模块的关系

• GW5_AE 改变曝光与 gain 状态，低照高 gain 下 AWB 统计可靠性会下降。
• GW5_LSC 若存在 chroma shading，会让 AWB 误判局部偏色。
• GW5_Color / CCM 若标定不良，会造成 AWB 看似失败但实际是颜色矩阵问题。
• GW5_LTM 会改变暗部、高光和局部亮度观感，可能让偏色更容易被看见，但不应把白点估计错误归因给 LTM。

常见问题入口

• 白点区域正确但仍偏色：检查 CCM、saturation、LSC chroma shading 和 chroma noise，而不是只调 AWB。
• 低照偏色或色温跳变：检查 AWB Night Mode、EV-to-lux LUT、低照 gain 段和 color_temperature_alpha。
• 蓝天发黄或暖色物体发蓝：可能是场景颜色被误判为某个 light source，需谨慎调整对应点；删除光源点可能会让更多场景变差。
• HDR / WDR 局部偏色：先排查 frame stitching、AE / LTM 局部亮度差异，再判断 AWB 白点估计。

相关页面

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来源

• raw/GW5_ISP Tunning中英文.pdf