Estrutura básica e principio de funcionamento do módulo de cámara

Estrutura básica do módulo de cámara

I. Estrutura da cámara e principio de funcionamento

A escena é filmada a través da lente, a imaxe óptica xerada proxéctase no sensor e, a continuación, a imaxe óptica convértese en sinal eléctrico, que se converte en sinal dixital mediante a conversión de analóxico a dixital.O sinal dixital é procesado por DSP e despois envíase ao ordenador para o seu procesamento e, finalmente, convértese nunha imaxe que se pode ver na pantalla do teléfono.

Función do chip de procesamento de sinal dixital (DSP): optimiza os parámetros do sinal da imaxe dixital mediante unha serie de algoritmos matemáticos complexos e transfire os sinais procesados ​​a ordenadores e outros dispositivos a través de USB e outras interfaces.Marco de estrutura DSP:
1 、 ISP (procesador de sinal de imaxe)
1. ISP (procesador de sinal de imaxe)
2, codificador JPEG
2. Codificador JPEG
3, controlador de dispositivo USB
3. Controlador de dispositivo USB

Hai dous tipos de sensores de cámara comúns,

Un deles é o sensor CCD (Chagre Couled Device), é dicir, un dispositivo acoplado de carga.
O outro é o sensor CMOS (Semicondutor de óxido de metal complementario), é dicir, un semicondutor de óxido de metal complementario.
A vantaxe do CCD reside na boa calidade de imaxe, pero o proceso de fabricación é complicado, o custo é alto e o consumo de enerxía é alto.Á mesma resolución, CMOS é máis barato que CCD, pero a calidade da imaxe é inferior á CCD.En comparación co CCD, o sensor de imaxe CMOS ten un menor consumo de enerxía.Ademais, co avance da tecnoloxía de procesos, a calidade da imaxe do CMOS tamén se mellorou continuamente.Polo tanto, as cámaras actuais de teléfonos móbiles no mercado usan sensores CMOS.

Estrutura sinxela da cámara do teléfono móbil
Lente: recolle a luz e proxecta a escena sobre a superficie do medio de imaxe.
Sensor de imaxe: o medio de imaxe, que converte a imaxe (sinal luminoso) proxectada pola lente sobre a superficie nun sinal eléctrico.
Motor: impulsa o movemento da lente, de xeito que a lente proxecta unha imaxe clara sobre a superficie do medio de imaxe.
Filtro de cor: a escena vista polo ollo humano está na banda de luz visible e o sensor de imaxe pode recoñecer a banda de luz máis que o ollo humano.Polo tanto, engádese un filtro de cor para filtrar o exceso de banda de luz, para que o sensor de imaxe poida capturar escenas reais vistas polos ollos.
Chip de accionamento do motor: úsase para controlar o movemento do motor e dirixir a lente para lograr o enfoque automático.
Substrato da placa de circuíto: transmite o sinal eléctrico do sensor de imaxe ao extremo posterior.
II.Parámetros e substantivos relacionados
1. Formatos de imaxe comúns
1.1 Formato RGB:
O tradicional formato vermello, verde e azul, como RGB565 e RGB888;o formato de datos de 16 bits é de 5 bits R + 6 bits G + 5 bits B. G ten un bit máis porque os ollos humanos son máis sensibles ao verde.
1.2 Formato YUV:
Formato Luma (Y) + croma (UV).YUV refírese ao formato de píxeles no que o parámetro de luminancia e o parámetro de crominancia se expresan por separado.A vantaxe desta separación é que non só evita interferencias mutuas, senón que tamén reduce a taxa de mostraxe cromática sen afectar demasiado a calidade da imaxe.YUV é un termo máis xeral.Pola súa disposición específica, pódese dividir en moitos formatos específicos.
A croma (UV) define dous aspectos da cor: a tonalidade e a saturación, que están representadas por CB e CR respectivamente.Entre eles, Cr reflicte a diferenza entre a parte vermella do sinal de entrada RGB e o valor de brillo do sinal RGB, mentres que Cb reflicte a diferenza entre a parte azul do sinal de entrada RGB e o valor de brillo do sinal RGB.
Os principais formatos de mostraxe son YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 e YCbCr 4:4:4.
1.3 Formato de datos RAW:
A imaxe RAW son os datos en bruto que o sensor de imaxe CMOS ou CCD converte o sinal da fonte de luz capturada en sinal dixital.Un ficheiro RAW é un ficheiro que rexistra a información orixinal do sensor da cámara dixital e algúns metadatos (como a configuración ISO, velocidade de obturación, valor de apertura, balance de brancos, etc.) xerados pola cámara.RAW é un formato sen procesar e sen comprimir e pódese conceptualizar como "datos codificados de imaxe en bruto" ou máis claramente chamado "negativo dixital".Cada píxel do sensor corresponde a un filtro de cor, e os filtros distribúense segundo o patrón de Bayer.Os datos de cada píxel saen directamente, é dicir, os datos RAW RGB
Os datos brutos (Raw RGB) convértense en RGB despois da interpolación da cor.

Exemplo de imaxe en formato RAW
2. Indicadores técnicos relacionados
2.1 Resolución da imaxe:
SXGA (1280 x 1024), 1,3 megapíxeles
XGA (1024 x 768), 0,8 megapíxeles
SVGA (800 x 600), 0,5 megapíxeles
VGA (640x480), 0,3 megapíxeles (0,35 megapíxeles refírese a 648x488)
CIF(352x288), 0,1 megapíxeles
SIF/QVGA (320 x 240)
QCIF (176 x 144)
QSIF/QQVGA (160 x 120)
2.2 Profundidade de cor (número de bits de cor):
Escala de grises de 256 cores, 256 tipos de grises (incluíndo branco e negro).
Cor de 15 ou 16 bits (cor alta): 65.536 cores.
Cor de 24 bits (cor verdadeira): cada cor principal ten 256 niveis e a súa combinación ten 256*256*256 cores.
Cor de 32 bits: Ademais da cor de 24 bits, os 8 bits adicionais úsanse para almacenar os datos gráficos da capa superposta (canle alfa).
2.3 Zoom óptico e zoom dixital:
Zoom óptico: achega ou afasta o obxecto que queres disparar axustando a lente.Mantén os píxeles e a calidade da imaxe basicamente sen cambios, pero podes sacar a imaxe ideal.Zoom dixital: non hai zoom en realidade.Só toma a imaxe orixinal e aumenta o zoom. O que ves na pantalla LCD amplíase, pero a calidade da imaxe non mellora substancialmente e os píxeles son inferiores aos píxeles máximos que pode disparar a túa cámara.A calidade da imaxe é basicamente indigna, pero pode proporcionar algunha comodidade.
2.4 Método de compresión da imaxe:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Ruído da imaxe:
Refírese ao ruído e a interferencia na imaxe e aparece como ruído de cor fixa na imaxe.
2.6 Balance de brancos automático:
Simplemente: a restauración de obxectos brancos pola cámara.Conceptos relacionados: temperatura de cor.
2.7 Ángulo de visión:
Ten o mesmo principio que a imaxe do ollo humano, que tamén se coñece como rango de imaxe.
2.8 Enfoque automático:
O enfoque automático pódese dividir en dúas categorías: unha é o enfoque automático en función da distancia entre a lente e o suxeito, e a outra é o enfoque automático de detección de enfoque baseado nunha imaxe clara na pantalla de enfoque (algoritmo de nitidez).
Nota: o zoom é para achegar obxectos distantes.O foco é facer que a imaxe sexa clara.
2.9 Exposición automática e gamma:
É a combinación de apertura e obturación.Apertura, velocidade de obturación, ISO.O gamma é a curva de resposta do ollo humano ao brillo.
III.Outra estrutura da cámara