Structura de bază și principiul de funcționare al modulului camerei

Structura de bază a modulului camerei

I. Structura camerei și principiul de funcționare

Scena este filmată prin obiectiv, imaginea optică generată este proiectată pe senzor, iar apoi imaginea optică este convertită în semnal electric, care este convertit în semnal digital prin conversie analog-digitală.Semnalul digital este procesat de DSP și apoi trimis către computer pentru procesare, iar în final convertit într-o imagine care poate fi văzută pe ecranul telefonului.

Funcția chipului de procesare a semnalului digital (DSP): optimizați parametrii semnalului de imagine digitală printr-o serie de algoritmi matematici complexi și transferați semnalele procesate către computere și alte dispozitive prin USB și alte interfețe.Cadru structura DSP:
1、 ISP (procesor de semnal de imagine)
1. ISP (procesor de semnal de imagine)
2, codificator JPEG
2. Codificator JPEG
3, controler dispozitiv USB
3. Controler dispozitiv USB

Există două tipuri de senzori obișnuiți pentru cameră,

Unul este senzorul CCD （Chagre Couled Device）, adică dispozitivul cuplat la încărcare.
Celălalt este senzorul CMOS (Semiconductor de oxid de metal complementar), adică un semiconductor de oxid de metal complementar.
Avantajul CCD constă în calitatea bună a imaginii, dar procesul de fabricație este complicat, costul este ridicat și consumul de energie este mare.La aceeași rezoluție, CMOS este mai ieftin decât CCD, dar calitatea imaginii este mai scăzută decât CCD.În comparație cu CCD, senzorul de imagine CMOS are un consum mai mic de energie.În plus, odată cu progresul tehnologiei de proces, calitatea imaginii CMOS a fost, de asemenea, îmbunătățită continuu.Prin urmare, camerele actuale ale telefoanelor mobile de pe piață folosesc toate senzori CMOS.

Structura simplă a camerei telefonului mobil
Lentila: adunați lumina și proiectați scena pe suprafața mediului de imagistică.
Senzor de imagine: mediul de imagine, care convertește imaginea (semnalul luminos) proiectat de lentilă pe suprafață într-un semnal electric.
Motor: conduce mișcarea lentilei, astfel încât lentila proiectează o imagine clară pe suprafața mediului de imagine.
Filtru de culoare: scena văzută de ochiul uman se află în banda de lumină vizibilă, iar senzorul de imagine poate recunoaște banda de lumină mai mult decât ochiul uman.Prin urmare, se adaugă un filtru de culoare pentru a filtra banda de lumină în exces, astfel încât senzorul de imagine să poată surprinde scene reale văzute de ochi.
Cipul de acționare a motorului: utilizat pentru a controla mișcarea motorului și pentru a conduce lentila pentru a obține focalizarea automată.
Substratul plăcii de circuit: transmiteți semnalul electric al senzorului de imagine către partea din spate.
II.Parametri și substantive înrudiți
1. Formate comune de imagine
Format 1.1 RGB:
Formatul tradițional roșu, verde și albastru, cum ar fi RGB565 și RGB888;formatul de date pe 16 biți este de 5 biți R + 6 biți G + 5 biți B. G are încă un bit pentru că ochii omului sunt mai sensibili la verde.
1.2 Format YUV:
Format Luma (Y) + chroma (UV).YUV se referă la formatul pixelului în care parametrul de luminanță și parametrul de crominanță sunt exprimați separat.Avantajul acestei separări este că nu numai că evită interferența reciprocă, ci și reduce rata de eșantionare cromatică fără a afecta prea mult calitatea imaginii.YUV este un termen mai general.Pentru aranjarea sa specifică, poate fi împărțit în multe formate specifice.
Chroma (UV) definește două aspecte ale culorii: nuanța și saturația, care sunt reprezentate de CB și respectiv CR.Printre acestea, Cr reflectă diferența dintre partea roșie a semnalului de intrare RGB și valoarea luminozității semnalului RGB, în timp ce Cb reflectă diferența dintre partea albastră a semnalului de intrare RGB și valoarea luminozității semnalului RGB.
Principalele formate de eșantionare sunt YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 și YCbCr 4:4:4.
1.3 Format de date RAW:
Imaginea RAW este datele brute pe care senzorul de imagine CMOS sau CCD le convertește semnalul sursei de lumină captate în semnal digital.Un fișier RAW este un fișier care înregistrează informațiile originale ale senzorului camerei digitale și unele metadate (cum ar fi setările ISO, viteza obturatorului, valoarea diafragmei, balansul de alb etc.) generate de cameră.RAW este un format neprocesat și necomprimat și poate fi conceptualizat ca „date codificate de imagine brută” sau numit mai viu „negativ digital”.Fiecare pixel al senzorului corespunde unui filtru de culoare, iar filtrele sunt distribuite conform modelului Bayer.Datele fiecărui pixel sunt transmise direct, și anume date RAW RGB
Datele brute (Raw RGB) devin RGB după interpolarea culorilor.

Exemplu de imagine în format RAW
2. Indicatori tehnici aferenti
2.1 Rezoluția imaginii:
SXGA (1280 x 1024), 1,3 megapixeli
XGA (1024 x768), 0,8 megapixeli
SVGA (800 x 600), 0,5 megapixeli
VGA (640x480), 0,3 megapixeli (0,35 megapixeli se referă la 648X488)
CIF(352x288), 0,1 megapixeli
SIF/QVGA (320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 Adâncimea culorii (număr de biți de culoare):
256 de culori pe scară de gri, 256 de tipuri de gri (inclusiv alb-negru).
Culoare pe 15 sau 16 biți (culoare înaltă): 65.536 culori.
Culoare pe 24 de biți (culoare adevărată): Fiecare culoare primară are 256 de niveluri, iar combinația lor are 256*256*256 de culori.
Culoare pe 32 de biți: Pe lângă culoarea pe 24 de biți, cei 8 biți suplimentari sunt utilizați pentru a stoca datele grafice ale stratului de suprapunere (canal alfa).
2.3 Zoom optic și zoom digital:
Zoom optic: Măriți/depărtați obiectul pe care doriți să îl fotografiați prin reglarea obiectivului.Păstrează pixelii și calitatea imaginii practic neschimbate, dar puteți face imaginea ideală.Zoom digital: Nu există de fapt un zoom.Pur și simplu ia din imaginea originală și mărește. Ceea ce vedeți pe ecranul LCD este mărit, dar calitatea imaginii nu este îmbunătățită substanțial, iar pixelii sunt mai mici decât pixelii maximi pe care îi poate filma camera dvs.Calitatea imaginii este practic nedemnă, dar poate oferi o oarecare comoditate.
2.4 Metoda de compresie a imaginii:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Zgomotul imaginii:
Se referă la zgomotul și interferența din imagine și apare ca zgomot de culoare fixă ​​în imagine.
2.6 Balans de alb automat:
Mai simplu spus: restaurarea obiectelor albe de către cameră.Concepte înrudite: temperatura culorii.
2.7 Unghiul de vizualizare:
Are același principiu ca și imagistica ochiului uman, care este cunoscut și sub denumirea de interval de imagistică.
2.8 Focalizare automată:
Focalizarea automată poate fi împărțită în două categorii: una este focalizarea automată în funcție de distanța dintre obiectiv și subiect, iar cealaltă este focalizarea automată de detectare a focalizării bazată pe imagini clare pe ecranul de focalizare (algoritm de claritate).
Notă: Mărirea este pentru a apropia obiectele îndepărtate.Focalizarea este să clarifice imaginea.
2.9 Expunere automată și Gamma:
Este combinația dintre deschidere și obturator.Diafragma, viteza obturatorului, ISO.Gamma este curba de răspuns a ochiului uman la luminozitate.
III.Altă structură a camerei