單元 10 · 曝光與自動曝光（AE）

SensorMode ... exp_time = 20000   # 微秒
SensorMode ... gain = 2.0

v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev0 -C exposure

argus_camera SensorMode exp_time=20000

# 讀三個位元組
hi = i2cget(0x3500); mid = i2cget(0x3501); lo = i2cget(0x3502)
exp = (hi << 12) | (mid << 4) | (lo >> 4)   # 依 datasheet 的位元布局

# 固定增益，逐級拉曝光，看 RAW 亮度是否線性
for e in 1000 2000 4000 8000 16000 32000; do
  v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev0 -c exposure=$e
  argus_camera --mode 0 --capture-auto 1 --raw-file e$e.raw --duration 1
done
python3 - <<'EOF'
import numpy as np, glob
for f in sorted(glob.glob('e*.raw')):
    raw = np.fromfile(f, dtype=np.uint16)
    print(f, '亮度:', raw.mean().round(1))   # 應隨曝光倍增
EOF

1. AE 是否開啟？
   ├─ 關 ─→ 曝光/增益是否太小？
   └─ 開 ┐
2. AE 是否卡在邊界？
   ├─ 快門卡上限 → 場景太暗：補光 / 放寬 max_exp
   ├─ 增益卡上限 → 補光（優先）或放寬 max_gain
   └─ 沒卡 ┐
3. 統計被騙？
   ├─ 場景大片黑/白 → 換場景或設 ROI
   └─ 正常 ┐
4. 檢查黑位設定 → 若黑位太高，暗部被扣光 → ✅ 修正

# 1. 量場景亮度：全遮 vs 全開的 RAW 均值
dark = mean(全遮)      # ~黑位
bright = mean(全開)    # 目標近半飽和
# 2. 決定目標亮度與曝光/增益範圍
#    - 長曝光上限：依 motion blur 需求
#    - 增益上限：依 SNR 預算（單元 13）
# 3. 在 DTB mode 或 runtime 設 max_exp / max_gain
# 4. 回歸：白天/夜晚/室內 都要在範圍內收斂

# 1. 設定 AE 為手動模式（固定曝光）
argus_camera --mode 0 --ae-manual --exposure-time 10000 --gain 1.0
# 2. 觀察不同產品的亮度
#    亮色金屬：histogram 偏右 → 可能過曝
#    暗色橡膠：histogram 偏左 → 可能欠曝
# 3. 改用 auto exposure，設定收斂範圍
argus_camera --mode 0 --ae-auto \
  --ae-convergence-speed fast \
  --ae-target-brightness 128 \
  --ae-min-exposure 1000 \
  --ae-max-exposure 33000
# target-brightness=128：AE 試圖讓平均亮度到 128/255
# convergence-speed=fast：快速跟上產品變化

# Step 1 · 鎖定光源與曝光基準（排除 AE 干擾）
#   量光源頻率（50Hz / 60Hz）→ 決定安全曝光（回顧 10.13）
# Step 2 · 測曝光階梯 + SNR 預算 → 定 max_gain（回顧 13.6）
# Step 3 · 設定 AE 範圍：min/max exp、max gain、target brightness
argus_camera --mode 0 --ae-auto \
  --ae-target-brightness 128 \
  --ae-convergence-speed medium \
  --ae-min-exposure 1000 --ae-max-exposure 33000
# Step 4 · 收斂測試：LED 開/關計時收斂秒數（回顧 10.12-2）
# Step 5 · 長跑回歸：不同產品連續跑 30 分鐘，檢查
#   有無震盪（忽亮忽暗）、有無 banding、有無卡邊界
# Step 6 · 把參數組寫進 DTB mode 或 runtime 設定，固化版本

#!/usr/bin/env python3
# ae_verify.py — 驗證 AE 功能
import numpy as np, subprocess, time

def capture(label, auto, exp=0.016, gain=4.0):
    cmd = [
        "argus_camera", "--camera-id", "0", "--mode", "0",
        "--capture-auto", "1" if auto else "0",
        "--duration", "1", "--output-dir", f"/tmp/ae_{label}"
    ]
    if not auto:
        cmd += ["--exposure-value", str(exp), "--gain-value", str(gain)]
    subprocess.run(cmd, capture_output=True)
    import glob
    raw = glob.glob(f"/tmp/ae_{label}/*.raw")
    return np.fromfile(raw[0], dtype=np.uint16) if raw else None

# Test 1: Fixed exposure
fixed = capture("fixed", auto=False)
print(f"Fixed exposure: mean={fixed.mean():.1f}")

# Test 2: Auto exposure
auto = capture("auto", auto=True)
print(f"Auto exposure: mean={auto.mean():.1f}")

# Test 3: Stability (30 frames auto)
means = []
for i in range(30):
    d = capture(f"stab_{i}", auto=True)
    means.append(d.mean())
    time.sleep(0.1)
means = np.array(means)
print(f"Stability: mean={means.mean():.1f} ± std={means.std():.2f}")

# Verdict
if means.std() < 5:
    print("AE VERDICT: PASS (stable)")
elif means.std() < 10:
    print("AE VERDICT: MARGINAL")
else:
    print("AE VERDICT: FAIL (unstable)")

1. 曝光值在 ~0.016s 快速震盪？
   ├─ 是 → AE 目標值（target）過高 → 調低 target
   │       或 integration time 過短 → 加長最短曝光
   └─ 否 ┐
2. 偶爾一幀突然改變？
   ├─ 是 → 異常 frame 觸發重計算
   │       → 加 hysteresis（遲滯）
   └─ 否 ┐
3. 環境光源本身在閃爍？
   ├─ 是 → 加 flicker rejection（50/60Hz）
   └─ 否 → 降 convergence speed

1. 自動曝光後整體過亮？
   ├─ 是 → target luminance 太高 → 降低 target
   └─ 否 ┐
2. 自動曝光後整體過暗？
   ├─ 是 → target luminance 太低 → 提高 target
   └─ 否 ┐
3. 高光 blown（白色剪裁）？
   ├─ 是 → highlight 預算不足 → 用局部 AE / 包圍曝光
   └─ 否 → 整體亮度正確