A kameramodul felépítése és működési elve

A kameramodul alapvető felépítése

I. A kamera felépítése és működési elve

A jelenetet a lencsén keresztül rögzítik, a keletkezett optikai képet a szenzorra vetítik, majd az optikai képet elektromos jellé alakítják, amely analóg-digitális átalakítás révén digitális jellé alakul.A digitális jelet a DSP feldolgozza, majd a számítógépbe küldi feldolgozásra, végül pedig a telefon képernyőjén látható képpé alakítja.

A digitális jelfeldolgozó (DSP) chip funkciója: optimalizálja a digitális képjel paramétereit összetett matematikai algoritmusok sorozatán keresztül, és a feldolgozott jeleket továbbítsa a számítógépekre és más eszközökre USB és egyéb interfészeken keresztül.DSP szerkezeti keret:
1、 ISP (képjel processzor)
1. ISP (képjel processzor)
2、JPEG kódoló
2. JPEG kódoló
3、 USB eszközvezérlő
3. USB eszközvezérlő

Kétféle általános kameraérzékelő létezik,

Az egyik a CCD (Chagre Couled Device) érzékelő, azaz töltéscsatolt eszköz.
A másik a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) érzékelő, vagyis a komplementer fém-oxid félvezető.
A CCD előnye a jó képminőségben rejlik, de a gyártási folyamat bonyolult, a költségek magasak és az energiafogyasztás magas.Ugyanezen felbontás mellett a CMOS olcsóbb, mint a CCD, de a képminőség gyengébb, mint a CCD.A CCD-hez képest a CMOS képérzékelő alacsonyabb energiafogyasztással rendelkezik.Emellett a folyamattechnológia fejlődésével a CMOS képminősége is folyamatosan javult.Ezért a piacon jelenleg kapható mobiltelefon-kamerák mindegyike CMOS érzékelőt használ.

A mobiltelefon kamerájának egyszerű felépítése
Lencse: gyűjtse össze a fényt, és vetítse ki a jelenetet a képalkotó közeg felületére.
Képérzékelő: az a képalkotó közeg, amely a lencse által a felületre vetített képet (fényjelet) elektromos jellé alakítja.
Motor: hajtja a lencse mozgását, így az objektív tiszta képet vetít a képalkotó közeg felületére.
Színszűrő: Az emberi szem által látott jelenet a látható fénysávban van, és a képérzékelő jobban képes felismerni a fénysávot, mint az emberi szem.Ezért egy színszűrőt adunk hozzá, amely kiszűri a felesleges fénysávot, így a képérzékelő képes rögzíteni a szem által látott jeleneteket.
Motoros meghajtó chip: a motor mozgásának vezérlésére és az objektív meghajtására szolgál az automatikus élességállítás eléréséhez.
Áramköri lap hordozója: Továbbítsa a képérzékelő elektromos jelét a hátoldalra.
II.Kapcsolódó paraméterek és főnevek
1. Általános képformátumok
1.1 RGB formátum:
A hagyományos piros, zöld és kék formátum, például RGB565 és RGB888;a 16 bites adatformátum 5 bites R + 6 bites G + 5 bites B. A G-nek van még egy bitje, mert az emberi szem érzékenyebb a zöldre.
1.2 YUV formátum:
Luma (Y) + chroma (UV) formátum.A YUV arra a pixelformátumra utal, amelyben a fénysűrűségi paraméter és a színsűrűség paraméter külön-külön van kifejezve.Ennek az elválasztásnak az az előnye, hogy nemcsak elkerüli a kölcsönös interferenciát, hanem csökkenti a színmintavételezési gyakoriságot is anélkül, hogy a képminőséget túlzottan befolyásolná.A YUV egy általánosabb kifejezés.Különleges elrendezése miatt számos speciális formátumra osztható.
A Chroma (UV) a szín két aspektusát határozza meg: a színárnyalatot és a telítettséget, amelyeket a CB, illetve a CR jelképez.Ezek közül a Cr az RGB bemeneti jel piros része és az RGB jel fényereje közötti különbséget, míg a Cb az RGB bemeneti jel kék része és az RGB jel fényerőssége közötti különbséget tükrözi.
A fő mintavételi formátumok az YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 és YCbCr 4:4:4.
1.3 RAW adatformátum:
A RAW kép az a nyers adat, amelyet a CMOS vagy CCD képérzékelő a rögzített fényforrás jelét digitális jellé alakítja.A RAW-fájl egy olyan fájl, amely rögzíti a digitális fényképezőgép érzékelőjének eredeti információit és a fényképezőgép által generált bizonyos metaadatokat (például ISO-beállítások, zársebesség, rekesznyílás-érték, fehéregyensúly stb.).A RAW egy feldolgozatlan és tömörítetlen formátum, és felfogható „nyers képkódolt adatként” vagy még élénkebben „digitális negatívként”.Az érzékelő minden pixele egy színszűrőnek felel meg, és a szűrők a Bayer-minta szerint vannak elosztva.Az egyes pixelek adatai közvetlenül kerülnek kiadásra, nevezetesen RAW RGB adatok
A nyers adatok (Raw RGB) színinterpoláció után RGB-vé válnak.

Példa a RAW formátumú képre
2. Kapcsolódó műszaki mutatók
2.1 Képfelbontás:
SXGA (1280 x 1024), 1,3 megapixel
XGA (1024 x 768), 0,8 megapixel
SVGA (800 x 600), 0,5 megapixel
VGA (640x480), 0,3 megapixel (a 0,35 megapixel 648x488-ra vonatkozik)
CIF (352x288), 0,1 megapixel
SIF/QVGA (320x240)
QCIF (176x144)
QSIF/QQVGA (160x120)
2.2 Színmélység (színbitek száma):
256 színű szürke skála, 256 féle szürke (beleértve a fekete-fehéret is).
15 vagy 16 bites szín (magas szín): 65 536 szín.
24 bites szín (valódi szín): Minden elsődleges színnek 256 szintje van, és ezek kombinációja 256 * 256 * 256 színt tartalmaz.
32 bites szín: A 24 bites szín mellett a plusz 8 bit az átfedő réteg (alfa csatorna) grafikus adatainak tárolására szolgál.
2.3 Optikai zoom és digitális zoom:
Optikai zoom: Az objektív beállításával nagyítsa/kicsinyítse a fényképezni kívánt tárgyat.A pixelek és a képminőség alapvetően változatlan marad, de ideális kép készíthető.Digitális zoom: Valójában nincs zoom.Csak az eredeti képből vesz, és nagyít. Az LCD-képernyőn láthatót felnagyították, de a képminőség lényegesen nem javul, és a pixelek száma alacsonyabb, mint a maximális képpont, amelyet a fényképezőgéppel tud lőni.A képminőség alapvetően méltatlan, de némi kényelmet nyújthat.
2.4 Képtömörítési módszer:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Képzaj:
A kép zajára és interferenciájára utal, és rögzített színű zajként jelenik meg a képen.
2.6 Automatikus fehéregyensúly:
Egyszerűen fogalmazva: fehér tárgyak helyreállítása a kamerával.Kapcsolódó fogalmak: színhőmérséklet.
2.7 Betekintési szög:
Ugyanaz az elve, mint az emberi szem képalkotásának, amelyet képalkotó tartománynak is neveznek.
2.8 Autofókusz:
Az autofókusz két kategóriába sorolható: az egyik az objektív és a téma távolsága alapján beállított autofókusz, a másik pedig a fókuszérzékelős autofókusz, amely a fókuszképernyőn megjelenő tiszta képen alapul (élesség algoritmus).
Megjegyzés: A nagyítás célja a távoli objektumok közelebb hozása.A hangsúly az, hogy tiszta legyen a kép.
2.9 Automatikus expozíció és gamma:
Ez a rekesznyílás és a zár kombinációja.Rekeszérték, záridő, ISO.A gamma az emberi szem fényerőre adott válaszgörbéje.
III.Más kameraszerkezet