Камерын модулийн үндсэн бүтэц, ажиллах зарчим

Камерын модулийн үндсэн бүтэц

I. Камерын бүтэц, ажиллах зарчим

Дүрсийг линзээр буулгаж, үүссэн оптик дүрсийг мэдрэгч дээр тусгаж, дараа нь оптик дүрсийг цахилгаан дохио болгон хувиргаж, аналог-тоон хувиргалтаар дижитал дохио болгон хувиргадаг.Дижитал дохиог DSP боловсруулж, дараа нь боловсруулахаар компьютер руу илгээж, эцэст нь утасны дэлгэц дээр харагдахуйц дүрс болгон хувиргадаг.

Дижитал дохио боловсруулах (DSP) чипийн үйл ажиллагаа: хэд хэдэн нарийн төвөгтэй математик алгоритмаар дамжуулан дижитал дүрсийн дохионы параметрүүдийг оновчтой болгож, боловсруулсан дохиог USB болон бусад интерфейсээр дамжуулан компьютер болон бусад төхөөрөмжид дамжуулах.DSP бүтцийн хүрээ:
1、 ISP(зураг дохионы процессор)
1. ISP (зураг дохионы процессор)
2、JPEG кодлогч
2. JPEG кодлогч
3、 USB төхөөрөмжийн хянагч
3. USB төхөөрөмж хянагч

Хоёр төрлийн нийтлэг камер мэдрэгч байдаг.

Нэг нь CCD (Chagre Couled Device) мэдрэгч, өөрөөр хэлбэл цэнэглэгдсэн төхөөрөмж юм.
Нөгөө нь CMOS (Нэмэлт металл ислийн хагас дамжуулагч) мэдрэгч, өөрөөр хэлбэл нэмэлт металл ислийн хагас дамжуулагч юм.
CCD-ийн давуу тал нь сайн дүрслэлийн чанарт оршдог боловч үйлдвэрлэлийн процесс нь төвөгтэй, өртөг өндөр, эрчим хүчний хэрэглээ өндөр байдаг.Үүнтэй ижил нарийвчлалтайгаар CMOS нь CCD-ээс хямд боловч зургийн чанар нь CCD-ээс доогуур байдаг.CCD-тай харьцуулахад CMOS дүрс мэдрэгч нь бага эрчим хүч зарцуулдаг.Нэмж дурдахад, технологийн дэвшлийн дагуу CMOS-ийн зургийн чанар тасралтгүй сайжирч байна.Тиймээс зах зээл дээр байгаа гар утасны камерууд бүгд CMOS мэдрэгч ашигладаг.

Гар утасны камерын энгийн бүтэц
Линз: гэрэл цуглуулж, дүр зургийг дүрслэх хэрэгслийн гадаргуу дээр тусгана.
Зургийн мэдрэгч: линзээр гадаргуу дээр цацагдсан дүрсийг (гэрлийн дохио) цахилгаан дохио болгон хувиргадаг дүрслэх хэрэгсэл.
Хөдөлгүүр: линзний хөдөлгөөнийг хөдөлгөдөг бөгөөд ингэснээр линз нь дүрсний зөөвөрлөгчийн гадаргуу дээр тодорхой дүрсийг гаргадаг.
Өнгөний шүүлтүүр: Хүний нүдэнд харагдах үзэгдэл нь харагдах гэрлийн зурваст байдаг бөгөөд дүрс мэдрэгч нь хүний ​​нүднээс илүү гэрлийн зурвасыг таньж чаддаг.Тиймээс илүүдэл гэрлийн зурвасыг шүүх өнгөт шүүлтүүрийг нэмсэн бөгөөд ингэснээр дүрс мэдрэгч нь нүдээр харсан бодит дүр зургийг авах боломжтой.
Мотор хөтөч чип: моторын хөдөлгөөнийг хянах, автофокусыг бий болгохын тулд линзийг жолоодоход ашигладаг.
Хэлхээний самбарын субстрат: Зургийн мэдрэгчийн цахилгаан дохиог арын хэсэгт дамжуулна.
II.Холбогдох параметр ба нэр үг
1. Зургийн нийтлэг хэлбэрүүд
1.1 RGB формат:
Уламжлалт улаан, ногоон, цэнхэр формат, тухайлбал RGB565, RGB888;16 битийн өгөгдлийн формат нь 5 бит R + 6 бит G + 5 бит B. Хүний нүд ногоон өнгөнд илүү мэдрэмтгий байдаг тул G нь нэг биттэй.
1.2 YUV формат:
Luma (Y) + chroma (UV) формат.YUV нь гэрэлтүүлгийн параметр ба хроминансын параметрийг тусад нь илэрхийлдэг пикселийн форматыг хэлнэ.Энэ салгах давуу тал нь харилцан хөндлөнгөөс оролцохоос зайлсхийж зогсохгүй зургийн чанарт хэт их нөлөөлөхгүйгээр хромын дээж авах хурдыг бууруулдаг.YUV бол илүү ерөнхий нэр томъёо юм.Тодорхой зохион байгуулалтын хувьд үүнийг олон тодорхой хэлбэрт хувааж болно.
Chroma (UV) нь өнгөний хоёр талыг тодорхойлдог: өнгө, ханалт, тэдгээрийг CB болон CR-ээр тус тус илэрхийлдэг.Тэдгээрийн дотроос Cr нь RGB оролтын дохионы улаан хэсэг болон RGB дохионы тод байдлын утгын хоорондох ялгааг тусгадаг бол Cb нь RGB оролтын дохионы цэнхэр хэсэг болон RGB дохионы тод байдлын утгын хоорондох ялгааг тусгадаг.
Түүврийн үндсэн хэлбэрүүд нь YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 ба YCbCr 4:4:4 юм.
1.3 RAW мэдээллийн формат:
RAW дүрс нь CMOS эсвэл CCD дүрс мэдрэгч нь авсан гэрлийн эх үүсвэрийн дохиог дижитал дохио болгон хувиргадаг түүхий өгөгдөл юм.RAW файл нь дижитал камерын мэдрэгчийн анхны мэдээлэл болон камерын үүсгэсэн зарим мета өгөгдлийг (ISO тохиргоо, хөшигний хурд, диафрагмын утга, цагаан өнгийн тэнцвэр гэх мэт) бүртгэдэг файл юм.RAW нь боловсруулагдаагүй, шахагдаагүй формат бөгөөд үүнийг "түүхий зургийн кодлогдсон өгөгдөл" эсвэл "дижитал сөрөг" гэж илүү тодоор тайлбарлаж болно.Мэдрэгчийн пиксел бүр нь өнгөт шүүлтүүртэй тохирч, шүүлтүүрүүд нь Bayer загварын дагуу хуваарилагддаг.Пиксел бүрийн өгөгдлийг шууд гаргана, тухайлбал RAW RGB өгөгдөл
Өнгөний интерполяцын дараа түүхий өгөгдөл (Raw RGB) RGB болдог.

RAW форматтай зургийн жишээ
2. Холбогдох техникийн үзүүлэлтүүд
2.1 Зургийн нягтрал:
SXGA (1280 x1024), 1.3 мегапиксел
XGA (1024 x768), 0.8 мегапиксел
SVGA (800 x600), 0.5 мегапиксел
VGA (640x480), 0.3 мегапиксел (0.35 мегапиксел нь 648X488-ийг заана)
CIF(352x288), 0.1 мегапиксел
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 Өнгөний гүн (өнгөний битийн тоо):
256 өнгөт саарал масштаб, 256 төрлийн саарал (хар цагаан орно).
15 эсвэл 16 битийн өнгө (өндөр өнгө): 65,536 өнгө.
24 битийн өнгө (жинхэнэ өнгө): Үндсэн өнгө бүр 256 түвшинтэй бөгөөд тэдгээрийн хослол нь 256*256*256 өнгөтэй байна.
32 битийн өнгө: 24 битийн өнгөнөөс гадна нэмэлт 8 бит нь давхардсан давхаргын (альфа суваг) график өгөгдлийг хадгалахад ашиглагддаг.
2.3 Оптик томруулалт ба дижитал томруулалт:
Оптик томруулалт: Линзийг тохируулах замаар зураг авахыг хүсч буй объектоо томруулж/багаслаарай.Энэ нь пиксел болон зургийн чанарыг үндсэндээ өөрчлөхгүй, гэхдээ та хамгийн тохиромжтой зураг авах боломжтой.Дижитал томруулах: Томруулах зүйл үнэндээ байхгүй.Энэ нь зүгээр л анхны зургаас аваад томруулдаг. LCD дэлгэц дээр харагдаж буй зүйл томорсон ч зургийн чанар төдийлөн сайжрахгүй бөгөөд пиксел нь таны камер авах боломжтой хамгийн дээд пикселээс доогуур байна.Зургийн чанар нь үндсэндээ зохисгүй боловч зарим нэг ая тухыг хангаж чадна.
2.4 Зургийг шахах арга:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Зургийн чимээ шуугиан:
Энэ нь зураг дээрх чимээ шуугиан, хөндлөнгийн оролцоог илэрхийлдэг бөгөөд зураг дээр тогтсон өнгөт шуугиан мэт харагдана.
2.6 Автомат цагаан өнгийн тэнцвэр:
Энгийнээр хэлэхэд: камерын тусламжтайгаар цагаан объектыг сэргээх.Холбогдох ойлголтууд: өнгөний температур.
2.7 Харах өнцөг:
Энэ нь хүний ​​нүдийг дүрслэхтэй ижил зарчимтай бөгөөд үүнийг дүрслэх хүрээ гэж нэрлэдэг.
2.8 Автомат фокус:
Автофокусыг хоёр төрөлд хувааж болно: нэг нь линз ба объектын хоорондох зайд суурилсан автофокус, нөгөө нь фокусын дэлгэц дээрх тодорхой дүрслэлд суурилсан фокус илрүүлэх автофокус (хурц байдлын алгоритм).
Жич: Томруулах нь алслагдсан объектуудыг ойртуулах явдал юм.Анхаарал хандуулах нь зургийг тодорхой болгох явдал юм.
2.9 Автомат өртөлт ба гамма:
Энэ нь диафрагм ба хөшигний хослол юм.Апертур, Хөшигний хурд, ISO.Гамма бол хүний ​​нүдний гэрэлтэлтэд үзүүлэх хариу урвал юм.
III.Бусад камерын бүтэц