Osnovna struktura in princip delovanja modula kamere

Osnovna struktura modula kamere

I. Zgradba kamere in princip delovanja

Prizor se posname skozi objektiv, generirana optična slika se projicira na senzor, nato pa se optična slika pretvori v električni signal, ki se z analogno-digitalno pretvorbo pretvori v digitalni signal.Digitalni signal obdela DSP in ga nato pošlje v obdelavo računalniku ter na koncu pretvori v sliko, ki jo lahko vidimo na zaslonu telefona.

Funkcija čipa za digitalno obdelavo signalov (DSP): optimizirajte parametre digitalnega slikovnega signala prek niza zapletenih matematičnih algoritmov in prenesite obdelane signale v osebne računalnike in druge naprave prek USB in drugih vmesnikov.Okvir strukture DSP:
1、 ISP (procesor slikovnih signalov)
1. ISP (procesor slikovnih signalov)
2、Kodirnik JPEG
2. Kodirnik JPEG
3、 Krmilnik naprave USB
3. Krmilnik naprave USB

Obstajata dve vrsti običajnih senzorjev kamere,

Eden je senzor CCD （Chagre Couled Device）, to je naprava, povezana z nabojem.
Drugi je senzor CMOS （komplementarni kovinsko-oksidni polprevodnik）, to je komplementarni polprevodnik kovinskega oksida.
Prednost CCD-ja je v dobri kakovosti slike, vendar je postopek izdelave zapleten, cena visoka in poraba energije visoka.Pri enaki ločljivosti je CMOS cenejši od CCD, vendar je kakovost slike nižja od CCD.V primerjavi s CCD ima slikovni senzor CMOS manjšo porabo energije.Poleg tega se je z napredkom procesne tehnologije stalno izboljševala tudi kakovost slike CMOS.Zato vse trenutne kamere mobilnih telefonov na trgu uporabljajo senzorje CMOS.

Preprosta struktura kamere mobilnega telefona
Objektiv: zberite svetlobo in projicirajte prizor na površino slikovnega medija.
Slikovni senzor: slikovni medij, ki pretvori sliko (svetlobni signal), ki jo leča projicira na površino, v električni signal.
Motor: poganja gibanje leče, tako da leča projicira jasno sliko na površino slikovnega medija.
Barvni filter: prizor, ki ga vidi človeško oko, je v pasu vidne svetlobe in slikovni senzor lahko svetlobni pas prepozna bolj kot človeško oko.Zato je dodan barvni filter, ki filtrira odvečni svetlobni pas, tako da lahko slikovni senzor zajame dejanske prizore, ki jih vidijo oči.
Čip motornega pogona: uporablja se za nadzor gibanja motorja in pogon objektiva za doseganje samodejnega ostrenja.
Substrat tiskanega vezja: Prenesite električni signal slikovnega tipala na zadnjo stran.
II.Sorodni parametri in samostalniki
1. Pogosti formati slik
1.1 RGB format:
Tradicionalni rdeči, zeleni in modri format, kot sta RGB565 in RGB888;16-bitni podatkovni format je 5-bitni R + 6-bitni G + 5-bitni B. G ima še en bit, ker so človeške oči bolj občutljive na zeleno.
1.2 Format YUV:
Luma (Y) + chroma (UV) format.YUV se nanaša na format slikovnih pik, v katerem sta parameter svetilnosti in parameter barvnosti izražena ločeno.Prednost tega ločevanja je, da se ne le izogne ​​medsebojnim motnjam, ampak tudi zmanjša stopnjo vzorčenja barvnosti, ne da bi preveč vplivalo na kakovost slike.YUV je bolj splošen izraz.Zaradi posebne razporeditve ga lahko razdelimo na številne posebne formate.
Chroma (UV) določa dva vidika barve: odtenek in nasičenost, ki sta predstavljena s CB oziroma CR.Med njimi Cr odraža razliko med rdečim delom vhodnega signala RGB in vrednostjo svetlosti signala RGB, medtem ko Cb odraža razliko med modrim delom vhodnega signala RGB in vrednostjo svetlosti signala RGB.
Glavni formati vzorčenja so YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 in YCbCr 4:4:4.
1.3 Format podatkov RAW:
Slika RAW je neobdelani podatek, ki ga slikovno tipalo CMOS ali CCD pretvori zajeti signal svetlobnega vira v digitalni signal.Datoteka RAW je datoteka, ki beleži izvirne informacije senzorja digitalnega fotoaparata in nekatere metapodatke (kot so nastavitve ISO, hitrost zaklopa, vrednost zaslonke, ravnovesje beline itd.), ki jih ustvari fotoaparat.RAW je neobdelan in nestisnjen format in ga je mogoče konceptualizirati kot »surovi slikovno kodirani podatki« ali bolj slikovito imenovani »digitalni negativ«.Vsak piksel senzorja ustreza barvnemu filtru, filtri pa so porazdeljeni po Bayerjevem vzorcu.Podatki vsake slikovne pike se izpišejo neposredno, in sicer podatki RAW RGB
Neobdelani podatki (Raw RGB) po barvni interpolaciji postanejo RGB.

Primer slike v formatu RAW
2. Povezani tehnični indikatorji
2.1 Ločljivost slike:
SXGA (1280 x 1024), 1,3 milijona slikovnih pik
XGA (1024 x 768), 0,8 milijona slikovnih pik
SVGA (800 x 600), 0,5 milijona slikovnih pik
VGA (640x480), 0,3 milijona slikovnih pik (0,35 milijona slikovnih pik se nanaša na 648X488)
CIF (352x288), 0,1 milijona slikovnih pik
SIF/QVGA (320x240)
QCIF (176 x 144)
QSIF/QQVGA (160x120)
2.2 Barvna globina (število barvnih bitov):
256 barv sivine, 256 vrst sive (vključno s črno in belo).
15 ali 16-bitna barva (visoka barva): 65.536 barv.
24-bitna barva (true color): Vsaka primarna barva ima 256 nivojev, njihova kombinacija pa 256*256*256 barv.
32-bitna barva: Poleg 24-bitne barve se dodatnih 8 bitov uporablja za shranjevanje grafičnih podatkov prekrivajoče se plasti (kanal alfa).
2.3 Optični zoom in digitalni zoom:
Optični zoom: Povečajte/pomanjšajte predmet, ki ga želite posneti, tako da prilagodite lečo.Ohranja slikovne pike in kakovost slike v bistvu nespremenjene, vendar lahko posnamete idealno sliko.Digitalni zoom: Zooma pravzaprav ni.Samo vzame izvirno sliko in jo poveča. Kar vidite na LCD-zaslonu, je povečano, vendar kakovost slike ni bistveno izboljšana, število slikovnih pik pa je nižje od največjega števila slikovnih pik, ki jih lahko posname vaš fotoaparat.Kakovost slike je v bistvu slaba, vendar lahko zagotovi nekaj udobja.
2.4 Metoda stiskanja slike:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Šum slike:
Nanaša se na šum in motnje v sliki in se na sliki pojavi kot fiksen barvni šum.
2.6 Samodejna nastavitev beline:
Preprosto povedano: restavriranje belih predmetov s kamero.Povezani koncepti: barvna temperatura.
2.7 Vidni kot:
Ima enak princip kot slikanje človeškega očesa, kar je znano tudi kot območje slikanja.
2.8 Samodejno ostrenje:
Samodejno ostrenje lahko razdelimo v dve kategoriji: ena je samodejno ostrenje z razdalje na podlagi razdalje med objektivom in motivom, druga pa je samodejno ostrenje z zaznavanjem izostritve na podlagi jasne slike na zaslonu za ostrenje (algoritem ostrine).
Opomba: povečava je namenjena približevanju oddaljenih predmetov.Fokus je, da je slika jasna.
2.9 Samodejna osvetlitev in gama:
Je kombinacija zaslonke in zaklopa.Zaslonka, hitrost zaklopa, ISO.Gama je krivulja odziva človeškega očesa na svetlost.
III.Druga struktura kamere