Grundläggande struktur och arbetsprincip för kameramodul

Grundläggande struktur för kameramodul

I. Kamerastruktur och arbetsprincip

Scenen spelas in genom linsen, den genererade optiska bilden projiceras på sensorn och sedan omvandlas den optiska bilden till en elektrisk signal, som omvandlas till digital signal genom analog-till-digital konvertering.Den digitala signalen bearbetas av DSP och skickas sedan till datorn för bearbetning och omvandlas slutligen till en bild som kan ses på telefonskärmen.

Funktion hos digital signalbehandlingskrets (DSP): optimera de digitala bildsignalparametrarna genom en serie komplexa matematiska algoritmer och överför de bearbetade signalerna till datorer och andra enheter via USB och andra gränssnitt.DSP strukturram:
1、 ISP (bildsignalprocessor)
1. ISP (bildsignalprocessor)
2、JPEG-kodare
2. JPEG-kodare
3、 USB-enhetskontroll
3. USB-enhetskontroll

Det finns två typer av vanliga kamerasensorer,

Den ena är CCD (Chagre Couled Device) sensorn, det vill säga en laddningskopplad enhet.
Den andra är CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor, det vill säga komplementär metalloxidhalvledare.
Fördelen med CCD ligger i den goda bildkvaliteten, men tillverkningsprocessen är komplicerad, kostnaden är hög och strömförbrukningen är hög.Vid samma upplösning är CMOS billigare än CCD, men bildkvaliteten är lägre än CCD.Jämfört med CCD har CMOS-bildsensorn lägre strömförbrukning.Dessutom, med framsteg inom processteknik, har bildkvaliteten för CMOS också kontinuerligt förbättrats.Därför använder de nuvarande mobiltelefonkamerorna på marknaden alla CMOS-sensorer.

Enkel struktur för mobiltelefonkamera
Lins: samla ljus och projicera scenen på ytan av bildmediet.
Bildsensor: bildmediet som omvandlar bilden (ljussignalen) som projiceras av linsen på ytan till en elektrisk signal.
Motor: driver linsens rörelse så att linsen projicerar en tydlig bild på ytan av bildmediet.
Färgfilter: Scenen som det mänskliga ögat ser är i det synliga ljusbandet, och bildsensorn kan känna igen ljusbandet mer än det mänskliga ögat.Därför läggs ett färgfilter till för att filtrera bort det överflödiga ljusbandet, så att bildsensorn kan fånga faktiska scener sedda av ögonen.
Motordrivningschip: används för att styra motorns rörelse och driva linsen för att uppnå autofokus.
Kretskortssubstrat: Överför den elektriska signalen från bildsensorn till baksidan.
II.Relaterade parametrar och substantiv
1. Vanliga bildformat
1.1 RGB-format:
Det traditionella röda, gröna och blåa formatet, såsom RGB565 och RGB888;16-bitars dataformat är 5-bitars R + 6-bitars G + 5-bitars B. G har en bit till eftersom mänskliga ögon är mer känsliga för grönt.
1.2 YUV-format:
Luma (Y) + chroma (UV) format.YUV hänvisar till pixelformatet där luminansparametern och krominansparametern uttrycks separat.Fördelen med denna separation är att den inte bara undviker ömsesidig störning, utan också minskar färgsamplingshastigheten utan att bildkvaliteten påverkas för mycket.YUV är en mer allmän term.För dess specifika arrangemang kan den delas upp i många specifika format.
Chroma (UV) definierar två aspekter av färg: nyans och mättnad, som representeras av CB respektive CR.Bland dem återspeglar Cr skillnaden mellan den röda delen av RGB-insignalen och ljusstyrkan för RGB-signalen, medan Cb återspeglar skillnaden mellan den blå delen av RGB-insignalen och ljusstyrkan för RGB-signalen.
De huvudsakliga samplingsformaten är YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 och YCbCr 4:4:4.
1.3 RAW-dataformat:
RAW-bilden är den rådata som CMOS- eller CCD-bildsensorn omvandlar den infångade ljuskällans signal till digital signal.En RAW-fil är en fil som registrerar originalinformationen från digitalkamerasensorn och vissa metadata (som ISO-inställningar, slutartid, bländarvärde, vitbalans, etc.) som genereras av kameran.RAW är ett obearbetat och okomprimerat format och det kan konceptualiseras som "råbildskodad data" eller mer levande kallad "digitalt negativ".Varje pixel i sensorn motsvarar ett färgfilter, och filtren är fördelade enligt Bayer-mönstret.Data för varje pixel matas ut direkt, nämligen RAW RGB-data
Rådata (Raw RGB) blir RGB efter färginterpolation.

Exempel på bild i RAW-format
2. Relaterade tekniska indikatorer
2.1 Bildupplösning:
SXGA (1280 x1024), 1,3 megapixlar
XGA (1024 x768), 0,8 megapixlar
SVGA (800 x 600), 0,5 megapixlar
VGA (640x480), 0,3 megapixel (0,35 megapixel refererar till 648x488)
CIF(352x288), 0,1 megapixlar
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 Färgdjup (antal färgbitar):
256 färger gråskala, 256 sorters grått (inklusive svart och vitt).
15 eller 16-bitars färg (hög färg): 65 536 färger.
24-bitars färg (true color): Varje primärfärg har 256 nivåer och deras kombination har 256*256*256 färger.
32-bitars färg: Förutom 24-bitarsfärgen används de extra 8 bitarna för att lagra grafiska data för det överlappande lagret (alfakanalen).
2.3 Optisk zoom och digital zoom:
Optisk zoom: Zooma in/ut på det objekt du vill fotografera genom att justera linsen.Det håller pixlarna och bildkvaliteten i princip oförändrade, men du kan ta en perfekt bild.Digital zoom: Det finns ingen zoom faktiskt.Den tar bara från originalbilden och zoomar in. Det du ser på LCD-skärmen förstoras, men bildkvaliteten förbättras inte avsevärt, och pixlarna är lägre än de maximala pixlarna som din kamera kan ta.Bildkvaliteten är i princip ovärdig, men den kan ge en viss bekvämlighet.
2.4 Bildkomprimeringsmetod:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Bildbrus:
Det hänvisar till brus och störningar i bilden och visas som fast färgbrus i bilden.
2.6 Automatisk vitbalans:
Enkelt uttryckt: restaurering av vita föremål med kameran.Närliggande begrepp: färgtemperatur.
2.7 Betraktningsvinkel:
Den har samma princip som avbildningen av det mänskliga ögat, som också är känt som avbildningsområdet.
2.8 Autofokus:
Autofokus kan delas in i två kategorier: den ena är avståndsautofokus baserat på avståndet mellan objektivet och motivet, och den andra är fokusdetekteringsautofokus baserad på tydlig bild på fokusskärmen (skärpaalgoritm).
Obs: Zoomning är för att föra avlägsna objekt närmare.Fokus är att göra bilden tydlig.
2.9 Autoexponering och gamma:
Det är kombinationen av bländare och slutare.Bländare, slutartid, ISO.Gamma är det mänskliga ögats svarskurva på ljusstyrka.
III.Annan kamerastruktur