Асноўная структура і прынцып працы модуля камеры

Базавая структура модуля камеры

I. Структура камеры і прынцып працы

Сцэна здымаецца праз аб'ектыў, створанае аптычнае малюнак праецыруецца на датчык, а затым аптычнае малюнак пераўтвараецца ў электрычны сігнал, які ператвараецца ў лічбавы сігнал праз аналага-лічбавае пераўтварэнне.Лічбавы сігнал апрацоўваецца DSP, а затым адпраўляецца на кампутар для апрацоўкі і, нарэшце, пераўтворыцца ў выяву, якую можна ўбачыць на экране тэлефона.

Функцыя мікрасхемы лічбавай апрацоўкі сігналаў (DSP): аптымізацыя параметраў сігналу лічбавай выявы з дапамогай серыі складаных матэматычных алгарытмаў і перадача апрацаваных сігналаў на ПК і іншыя прылады праз USB і іншыя інтэрфейсы.Кадр структуры DSP:
1、 ISP (працэсар сігналу выявы)
1. ISP (працэсар сігналу выявы)
2、кадавальнік JPEG
2. Кадавальнік JPEG
3、 кантролер прылады USB
3. Кантролер USB-прылады

Ёсць два тыпы распаўсюджаных датчыкаў камеры,

Адным з іх з'яўляецца датчык CCD （Chagre Couled Device）, гэта значыць прылада з зарадавай сувяззю.
Іншы - датчык CMOS （Complementary Metal-Axide Semiconductor）, гэта значыць дадатковы металаксідны паўправаднік.
Перавага ПЗС заключаецца ў добрай якасці малюнка, але працэс вытворчасці складаны, кошт высокі, і энергаспажыванне высокае.Пры тым жа дазволе CMOS танней, чым CCD, але якасць выявы ніжэй, чым CCD.У параўнанні з CCD, CMOS-датчык выявы мае меншае энергаспажыванне.Акрамя таго, з развіццём тэхналогіі працэсу якасць выявы CMOS таксама пастаянна паляпшаецца.Такім чынам, усе цяперашнія камеры мабільных тэлефонаў на рынку выкарыстоўваюць датчыкі CMOS.

Простая структура камеры мабільнага тэлефона
Аб'ектыў: збярыце святло і праецыруйце сцэну на паверхню носьбіта малюнка.
Датчык відарыса: асяроддзе для выяўлення, якое пераўтворыць відарыс (светлавы сігнал), праецыраваны лінзай на паверхню, у электрычны сігнал.
Рухавік: рухае аб'ектыў, так што аб'ектыў праецыруе выразны відарыс на паверхню носьбіта для выяў.
Каляровы фільтр: сцэна, якую бачыць чалавечае вока, знаходзіцца ў паласе бачнага святла, і датчык выявы можа распазнаваць светлавую паласу больш, чым чалавечае вока.Такім чынам, дадаецца каляровы фільтр, каб адфільтраваць лішнюю светлавую паласу, каб датчык выявы мог захапіць рэальныя сцэны, якія бачаць вочы.
Мікрасхема прывада рухавіка: выкарыстоўваецца для кіравання рухам рухавіка і прывада аб'ектыва для дасягнення аўтафакусу.
Падкладка друкаванай платы: перадайце электрычны сігнал датчыка выявы на заднюю частку.
II.Звязаныя параметры і назоўнікі
1. Распаўсюджаныя фарматы малюнкаў
Фармат 1.1 RGB:
Традыцыйны чырвоны, зялёны і сіні фарматы, такія як RGB565 і RGB888;16-бітны фармат дадзеных - 5-бітны R + 6-бітны G + 5-бітны B. G мае яшчэ адзін біт, таму што вочы чалавека больш адчувальныя да зялёнага.
Фармат 1.2 YUV:
Фармат яркасці (Y) + каляровасці (UV).YUV адносіцца да піксельнага фармату, у якім параметр яркасці і параметр каляровасці выражаюцца асобна.Перавага гэтага падзелу заключаецца ў тым, што яно не толькі пазбягае ўзаемных перашкод, але і зніжае частату дыскрэтызацыі каляровасці, не моцна ўплываючы на ​​якасць выявы.YUV - больш агульны тэрмін.Для яго спецыфічнага размяшчэння, ён можа быць падзелены на мноства пэўных фарматаў.
Насычанасць (UV) вызначае два аспекты колеру: адценне і насычанасць, якія прадстаўлены адпаведна CB і CR.Сярод іх Cr адлюстроўвае розніцу паміж чырвонай часткай уваходнага сігналу RGB і значэннем яркасці сігналу RGB, у той час як Cb адлюстроўвае розніцу паміж сіняй часткай уваходнага сігналу RGB і значэннем яркасці сігналу RGB.
Асноўныя фарматы выбаркі: YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 і YCbCr 4:4:4.
1.3 Фармат даных RAW:
Відарыс у фармаце RAW - гэта неапрацаваныя даныя, якія датчык выявы CMOS або CCD пераўтварае атрыманы сігнал крыніцы святла ў лічбавы сігнал.Файл RAW - гэта файл, які запісвае арыгінальную інфармацыю датчыка лічбавай камеры і некаторыя метаданыя (напрыклад, налады ISO, вытрымку, значэнне дыяфрагмы, баланс белага і г.д.), створаныя камерай.RAW з'яўляецца неапрацаваным і несціснутым фарматам, і яго можна канцэптуалізаваць як «неапрацаваныя даныя ў кадзіраванні выявы» або больш выразна назваць «лічбавы негатыў».Кожны піксель датчыка адпавядае каляроваму фільтру, а фільтры размеркаваны ў адпаведнасці з шаблонам Баера.Даныя кожнага пікселя выводзяцца непасрэдна, а менавіта даныя RAW RGB
Неапрацаваныя даныя (Raw RGB) становяцца RGB пасля каляровай інтэрпаляцыі.

Прыклад выявы ў фармаце RAW
2. Звязаныя тэхнічныя індыкатары
2.1 Раздзяленне выявы:
SXGA (1280 x1024), 1,3 мегапікселя
XGA (1024 x768), 0,8 мегапікселяў
SVGA (800 x600), 0,5 мегапікселяў
VGA (640x480), 0,3 мегапікселя (0,35 мегапікселя адносяцца да 648x488)
CIF (352x288), 0,1 мегапікселя
SIF/QVGA (320x240)
QCIF (176x144)
QSIF/QQVGA (160x120)
2.2 Глыбіня колеру (колькасць каляровых біт):
256 колераў шэрага, 256 відаў шэрага (уключаючы чорны і белы).
15 або 16-бітны колер (высокі колер): 65 536 колераў.
24-бітны колер (сапраўдны колер): кожны асноўны колер мае 256 узроўняў, а іх камбінацыя мае 256*256*256 колераў.
32-бітны колер: у дадатак да 24-бітнага колеру дадатковыя 8 біт выкарыстоўваюцца для захоўвання графічных даных пласта, які перакрываецца (альфа-канал).
2.3 Аптычны і лічбавы зум:
Аптычны зум: павелічэнне/памяншэнне аб'екта, які вы хочаце сфатаграфаваць, рэгулюючы аб'ектыў.Ён захоўвае пікселі і якасць выявы ў асноўным нязменнымі, але вы можаце зрабіць ідэальны малюнак.Лічбавы зум: насамрэч зуму няма.Ён проста бярэ зыходны здымак і павялічвае яго. Тое, што вы бачыце на ВК-экране, павялічваецца, але якасць выявы істотна не паляпшаецца, а колькасць пікселяў ніжэйшая за максімальную колькасць пікселяў, якую можа здымаць ваша камера.Якасць карцінкі ў прынцыпе недастойнае, але можа даць некаторыя выгоды.
2.4 Метад сціску выявы:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Шум выявы:
Гэта адносіцца да шуму і перашкод у выяве і выглядае як шум фіксаванага колеру на выяве.
2.6 Аўтаматычны баланс белага:
Прасцей кажучы: аднаўленне белых аб'ектаў камерай.Звязаныя паняцці: каляровая тэмпература.
2.7 Кут агляду:
Ён мае той жа прынцып, што і візуалізацыя чалавечага вока, які таксама вядомы як дыяпазон візуалізацыі.
2.8 Аўтафокус:
Аўтафокус можна падзяліць на дзве катэгорыі: першая - гэта аўтафокус у дыяпазоне, заснаваны на адлегласці паміж аб'ектывам і аб'ектам, а другая - аўтафокус з выяўленнем фокусу, заснаваны на выразным малюнку на экране факусоўкі (алгарытм рэзкасці).
Заўвага: маштабаванне прызначана для набліжэння далёкіх аб'ектаў.Фокус - зрабіць выяву выразнай.
2.9 Аўтаматычная экспазіцыя і гама:
Гэта спалучэнне дыяфрагмы і засаўкі.Дыяфрагма, вытрымка, ISO.Гама - гэта крывая рэакцыі чалавечага вока на яркасць.
III.Іншая структура камеры