Grunnleggende struktur og arbeidsprinsipp for kameramodul

Grunnleggende struktur av kameramodul

I. Kamerastruktur og arbeidsprinsipp

Scenen er skutt gjennom linsen, det genererte optiske bildet projiseres på sensoren, og deretter konverteres det optiske bildet til elektrisk signal, som konverteres til digitalt signal gjennom analog-til-digital konvertering.Det digitale signalet behandles av DSP og sendes deretter til datamaskinen for behandling, og konverteres til slutt til et bilde som kan sees på telefonskjermen.

Funksjon av digital signalbehandlingsbrikke (DSP): optimaliser de digitale bildesignalparametrene gjennom en rekke komplekse matematiske algoritmer, og overfør de behandlede signalene til PCer og andre enheter via USB og andre grensesnitt.DSP strukturramme:
1, ISP (bildesignalprosessor)
1. ISP (bildesignalprosessor)
2、JPEG-koder
2. JPEG-koder
3、 USB-enhetskontroller
3. USB-enhetskontroller

Det finnes to typer vanlige kamerasensorer,

Den ene er CCD （Chagre Couled Device）-sensoren, det vil si ladekoblet enhet.
Den andre er CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor, det vil si komplementær metalloksid-halvleder.
Fordelen med CCD ligger i den gode bildekvaliteten, men produksjonsprosessen er komplisert, kostnadene er høye og strømforbruket er høyt.Ved samme oppløsning er CMOS billigere enn CCD, men bildekvaliteten er lavere enn CCD.Sammenlignet med CCD har CMOS bildesensor lavere strømforbruk.I tillegg, med fremskritt innen prosessteknologi, har også bildekvaliteten til CMOS blitt kontinuerlig forbedret.Derfor bruker de nåværende mobiltelefonkameraene på markedet alle CMOS-sensorer.

Enkel struktur av mobiltelefonkamera
Linse: Saml lys og projiser scenen på overflaten av bildemediet.
Bildesensor: bildemediet som konverterer bildet (lyssignalet) som projiseres av linsen på overflaten til et elektrisk signal.
Motor: driver bevegelsen til linsen, slik at linsen projiserer et klart bilde på overflaten av bildemediet.
Fargefilter: Scenen sett av det menneskelige øyet er i det synlige lysbåndet, og bildesensoren kan gjenkjenne lysbåndet mer enn det menneskelige øyet.Derfor er det lagt til et fargefilter for å filtrere ut overflødig lysbånd, slik at bildesensoren kan fange opp faktiske scener sett av øynene.
Motordrivbrikke: brukes til å kontrollere bevegelsen til motoren og drive linsen for å oppnå autofokus.
Kretskortsubstrat: Overfør det elektriske signalet til bildesensoren til bakenden.
II.Beslektede parametere og substantiv
1. Vanlige bildeformater
1.1 RGB-format:
Det tradisjonelle røde, grønne og blå formatet, som RGB565 og RGB888;16-biters dataformat er 5-bit R + 6-bit G + 5-bit B. G har en bit til fordi menneskelige øyne er mer følsomme for grønt.
1.2 YUV-format:
Luma (Y) + chroma (UV) format.YUV refererer til pikselformatet der luminansparameteren og krominansparameteren uttrykkes separat.Fordelen med denne separasjonen er at den ikke bare unngår gjensidig interferens, men også reduserer chroma sampling rate uten å påvirke bildekvaliteten for mye.YUV er et mer generelt begrep.For dets spesifikke arrangement kan det deles inn i mange spesifikke formater.
Chroma (UV) definerer to aspekter av farge: nyanse og metning, som er representert av henholdsvis CB og CR.Blant dem reflekterer Cr forskjellen mellom den røde delen av RGB-inngangssignalet og lysstyrkeverdien til RGB-signalet, mens Cb reflekterer forskjellen mellom den blå delen av RGB-inngangssignalet og lysstyrkeverdien til RGB-signalet.
De viktigste samplingsformatene er YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 og YCbCr 4:4:4.
1.3 RAW-dataformat:
RAW-bildet er rådataene som CMOS- eller CCD-bildesensoren konverterer det fangede lyskildesignalet til digitalt signal.En RAW-fil er en fil som registrerer den originale informasjonen til digitalkamerasensoren og noen metadata (som ISO-innstillinger, lukkerhastighet, blenderverdi, hvitbalanse osv.) generert av kameraet.RAW er et ubehandlet og ukomprimert format, og det kan konseptualiseres som "råbildekodet data" eller mer levende kalt "digitalt negativ".Hver piksel på sensoren tilsvarer et fargefilter, og filtrene er fordelt i henhold til Bayer-mønsteret.Dataene til hver piksel sendes ut direkte, nemlig RAW RGB-data
Rådata (Raw RGB) blir RGB etter fargeinterpolering.

Eksempel på bilde i RAW-format
2. Relaterte tekniske indikatorer
2.1 Bildeoppløsning:
SXGA (1280 x1024), 1,3 megapiksler
XGA (1024 x768), 0,8 megapiksler
SVGA (800 x 600), 0,5 megapiksler
VGA (640x480), 0,3 megapiksler (0,35 megapiksler refererer til 648X488)
CIF(352x288), 0,1 megapiksler
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 Fargedybde (antall fargebiter):
256 farger gråskala, 256 typer grå (inkludert svart og hvit).
15 eller 16-bits farger (høy farge): 65 536 farger.
24-biters farge (ekte farge): Hver primærfarge har 256 nivåer, og kombinasjonen deres har 256*256*256 farger.
32-bits farge: I tillegg til 24-bits farge, brukes de ekstra 8 bitene til å lagre grafiske data til det overlappende laget (alfakanalen).
2.3 Optisk zoom og digital zoom:
Optisk zoom: Zoom inn/ut av objektet du vil fotografere ved å justere objektivet.Det holder piksler og bildekvalitet i utgangspunktet uendret, men du kan ta et perfekt bilde.Digital zoom: Det er ingen zoom faktisk.Den tar bare fra originalbildet og zoomer inn. Det du ser på LCD-skjermen forstørres, men bildekvaliteten er ikke vesentlig forbedret, og pikslene er lavere enn det maksimale pikselet kameraet kan ta opp.Bildekvaliteten er i utgangspunktet uverdig, men den kan gi en viss bekvemmelighet.
2.4 Bildekomprimeringsmetode:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Bildestøy:
Det refererer til støy og interferens i bildet og fremstår som fast fargestøy i bildet.
2.6 Automatisk hvitbalanse:
Enkelt sagt: restaurering av hvite objekter med kameraet.Beslektede begreper: fargetemperatur.
2.7 Betraktningsvinkel:
Den har samme prinsipp som avbildningen av det menneskelige øyet, som også er kjent som bildeområdet.
2.8 Autofokus:
Autofokus kan deles inn i to kategorier: den ene er avstandsautofokus basert på avstanden mellom objektivet og motivet, og den andre er fokusdeteksjonsautofokus basert på tydelig bildebehandling på fokusskjermen (skarphetalgoritme).
Merk: Zooming er for å bringe fjerne objekter nærmere.Fokus er å gjøre bildet klart.
2.9 Autoeksponering og gamma:
Det er kombinasjonen av blenderåpning og lukker.Blenderåpning, lukkerhastighet, ISO.Gamma er responskurven til det menneskelige øyet på lysstyrke.
III.Annen kamerastruktur