Grundlæggende struktur og arbejdsprincip for kameramodul

Grundlæggende opbygning af kameramodul

I. Kamerastruktur og arbejdsprincip

Scenen optages gennem linsen, det genererede optiske billede projiceres på sensoren, og derefter konverteres det optiske billede til elektrisk signal, som konverteres til digitalt signal ved analog-til-digital konvertering.Det digitale signal behandles af DSP og sendes derefter til computeren til behandling og konverteres til sidst til et billede, der kan ses på telefonens skærm.

Funktion af digital signalbehandling (DSP) chip: optimer de digitale billedsignalparametre gennem en række komplekse matematiske algoritmer, og overfør de behandlede signaler til pc'er og andre enheder via USB og andre grænseflader.DSP strukturramme:
1、 ISP (billedsignalprocessor)
1. ISP (billedsignalprocessor)
2, JPEG-koder
2. JPEG-koder
3、 USB-enhedscontroller
3. USB-enhedscontroller

Der er to typer almindelige kamerasensorer,

Den ene er CCD （Chagre Couled Device）-sensoren, det vil sige ladekoblet enhed.
Den anden er CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensor, det vil sige komplementær metaloxid-halvleder.
Fordelen ved CCD ligger i den gode billedkvalitet, men fremstillingsprocessen er kompliceret, omkostningerne er høje, og strømforbruget er højt.Ved samme opløsning er CMOS billigere end CCD, men billedkvaliteten er lavere end CCD.Sammenlignet med CCD har CMOS-billedsensoren lavere strømforbrug.Derudover er billedkvaliteten af ​​CMOS også løbende blevet forbedret med procesteknologiens fremskridt.Derfor bruger de nuværende mobiltelefonkameraer på markedet alle CMOS-sensorer.

Enkel opbygning af mobiltelefonkamera
Linse: Saml lys og projicer scenen på overfladen af ​​billedmediet.
Billedsensor: billedmediet, som konverterer billedet (lyssignalet), som linsen projicerer på overfladen, til et elektrisk signal.
Motor: driver linsens bevægelse, så linsen projicerer et klart billede på overfladen af ​​billedmediet.
Farvefilter: Scenen set af det menneskelige øje er i det synlige lysbånd, og billedsensoren kan genkende lysbåndet mere end det menneskelige øje.Derfor er der tilføjet et farvefilter for at filtrere det overskydende lysbånd fra, så billedsensoren kan fange faktiske scener set af øjne.
Motordrevchip: bruges til at styre motorens bevægelse og drive objektivet for at opnå autofokus.
Kredsløbskortsubstrat: Overfør billedsensorens elektriske signal til bagenden.
II.Relaterede parametre og navneord
1. Almindelige billedformater
1.1 RGB-format:
Det traditionelle røde, grønne og blå format, såsom RGB565 og RGB888;16-bit dataformatet er 5-bit R + 6-bit G + 5-bit B. G har en bit mere, fordi menneskelige øjne er mere følsomme over for grønt.
1.2 YUV-format:
Luma (Y) + chroma (UV) format.YUV refererer til pixelformatet, hvor luminansparameteren og krominansparameteren udtrykkes separat.Fordelen ved denne adskillelse er, at den ikke kun undgår gensidig interferens, men også reducerer chroma samplingshastigheden uden at påvirke billedkvaliteten for meget.YUV er en mere generel betegnelse.For dets specifikke arrangement kan det opdeles i mange specifikke formater.
Chroma (UV) definerer to aspekter af farve: nuance og mætning, som er repræsenteret af henholdsvis CB og CR.Blandt dem afspejler Cr forskellen mellem den røde del af RGB-indgangssignalet og lysstyrkeværdien af ​​RGB-signalet, mens Cb afspejler forskellen mellem den blå del af RGB-indgangssignalet og lysstyrkeværdien af ​​RGB-signalet.
De vigtigste samplingsformater er YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 og YCbCr 4:4:4.
1.3 RAW-dataformat:
RAW-billedet er de rådata, som CMOS- eller CCD-billedsensoren konverterer det optagne lyskildesignal til digitalt signal.En RAW-fil er en fil, der optager den originale information om digitalkamerasensoren og nogle metadata (såsom ISO-indstillinger, lukkerhastighed, blændeværdi, hvidbalance osv.), som er genereret af kameraet.RAW er et ubearbejdet og ukomprimeret format, og det kan begrebsliggøres som "råbilledkodede data" eller mere levende kaldet "digitalt negativ".Hver pixel på sensoren svarer til et farvefilter, og filtrene er fordelt efter Bayer-mønsteret.Dataene for hver pixel udsendes direkte, nemlig RAW RGB-data
Rådata (Raw RGB) bliver til RGB efter farveinterpolation.

Eksempel på billede i RAW-format
2. Relaterede tekniske indikatorer
2.1 Billedopløsning:
SXGA (1280 x1024), 1,3 megapixel
XGA (1024 x768), 0,8 megapixel
SVGA (800 x 600), 0,5 megapixel
VGA (640x480), 0,3 megapixels (0,35 megapixels henviser til 648x488)
CIF(352x288), 0,1 megapixels
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 Farvedybde (antal farvebits):
256 farver gråskala, 256 slags grå (inklusive sort og hvid).
15 eller 16-bit farve (høj farve): 65.536 farver.
24-bit farve (ægte farve): Hver primær farve har 256 niveauer, og deres kombination har 256*256*256 farver.
32-bit farve: Ud over 24-bit farven bruges de ekstra 8 bit til at gemme de grafiske data for det overlappende lag (alfakanalen).
2.3 Optisk zoom og digital zoom:
Optisk zoom: Zoom ind/ud af det objekt, du vil optage, ved at justere objektivet.Det holder pixel og billedkvalitet stort set uændret, men du kan tage et ideelt billede.Digital zoom: Der er faktisk ingen zoom.Det tager bare fra det originale billede og zoomer ind. Det, du ser på LCD-skærmen, forstørres, men billedkvaliteten er ikke væsentligt forbedret, og pixels er lavere end de maksimale pixels, som dit kamera kan optage.Billedkvaliteten er grundlæggende uværdig, men den kan give en vis bekvemmelighed.
2.4 Billedkomprimeringsmetode:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Billedstøj:
Det refererer til støjen og interferensen i billedet og fremstår som fast farvestøj i billedet.
2.6 Auto hvidbalance:
Kort sagt: restaurering af hvide objekter med kameraet.Relaterede begreber: farvetemperatur.
2.7 Betragtningsvinkel:
Det har samme princip som billeddannelsen af ​​det menneskelige øje, som også er kendt som billedområdet.
2.8 Autofokus:
Autofokus kan opdeles i to kategorier: Den ene er områdeautofokus baseret på afstanden mellem objektivet og motivet, og den anden er fokusregistreringsautofokus baseret på tydelige billeder på fokusskærmen (skarphedsalgoritme).
Bemærk: Zoom er for at bringe fjerne objekter tættere på.Fokus er at gøre billedet klart.
2.9 Autoeksponering og gamma:
Det er kombinationen af ​​blænde og lukker.Blænde, lukkertid, ISO.Gamma er det menneskelige øjes reaktionskurve på lysstyrke.
III.Anden kamerastruktur