Camera工作原理

　　物體通過鏡頭（lens）聚集的光, 通過CMOS或CCD集成電路，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過內(nèi)部圖像處理器（ISP）處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)，最后轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的RGB、YUV等格式圖像信號(hào)。

　　Camera模組組成

　　攝像頭模組主要包含： 鏡頭(lens)、傳感器（sensor）、軟板（FPC）、圖像處理芯片（ISP）。

　　網(wǎng)絡(luò)圖片

　　縮寫解析

　　AEC: Auto Exposure Control, 自動(dòng)曝光控制

　　AWB: Auto White Balance, 自動(dòng)白平衡

　　AF: Auto Focus, 自動(dòng)對焦

　　TE: Time Exposure, 曝光時(shí)間

　　FBC: Frame Buffer Compressed, 幀緩沖壓縮

　　IQ: Image Quality, 圖像質(zhì)量

　　注意：3A算法指：AEC, AWB, AF算法。

　　Camera參數(shù)指標(biāo)

　　(2)圖像格式(imageFormat/Colorspace)

　　像素格式，比如: RGB24，RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。

　　(3)自動(dòng)白平衡調(diào)整(AWB)

　　白平衡指不管在任何光源下，都能將白色物體還原為白色。白平衡是描述顯示器或相機(jī)中紅、綠、藍(lán)三基色混合生成后白色精確度的一項(xiàng)指標(biāo)。

　　(4)色彩深度

　　色彩深度在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中表示在位圖或者視頻幀緩沖區(qū)中儲(chǔ)存1像素的顏色所用的位數(shù)，它也稱為位/像素（bpp）。色彩深度越高，可用的顏色就越多。現(xiàn)在市場上的攝像頭均已達(dá)到24位，有的甚至是32位。

　　(5)圖像噪音

　　指的是圖像中的雜點(diǎn)干擾。

　　(6)幀率

　　幀率指的就是1秒鐘時(shí)間里傳輸、顯示圖片的幀數(shù)，每一幀就是一個(gè)畫面，快速連續(xù)的多幀就形成了運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)效果。高的幀率可以得到更加流暢，更加逼真的畫面。

　　(7)碼流

　　碼流就是指視頻數(shù)據(jù)在單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)量大小，也叫碼率，是視頻編碼畫面質(zhì)量控制中最重要的部分，同樣的分辨率和幀率下，視頻碼流越大，畫面質(zhì)量越高，對應(yīng)的存儲(chǔ)容量也就越大。

　　(8)曝光

　　曝光就是圖像的明暗程度 ，照片太暗稱為曝光不足 ，照片太亮稱為曝光過度。曝光由光圈、曝光時(shí)間、ISO三者共同決定。

　　光圈：控制進(jìn)光量。

　　曝光時(shí)間：光到達(dá)的時(shí)間長度。

　　ISO：增益，或稱為感光度。

　　ISP

　　ISP(Image Signal Processor)，即圖像信號(hào)處理器，用于處理圖像信號(hào)傳感器輸出的圖像信號(hào)。它在相機(jī)系統(tǒng)中占有核心主導(dǎo)的地位，是構(gòu)成相機(jī)的重要設(shè)備。ISP 通過一系列數(shù)字圖像處理算法完成對數(shù)字圖像的效果處理。主要包括3A、壞點(diǎn)校正、去噪、強(qiáng)光抑制、背光補(bǔ)償、色彩增強(qiáng)、鏡頭陰影校正等處理。

　　主流的CMOS和CCD sensor幾乎都是輸出Bayer mosaic格式的RAW數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)格式是無法直接觀看的，必須轉(zhuǎn)換成常見的RGB或YUV格式才能被主流的圖像處理軟件支持，這個(gè)轉(zhuǎn)換也是由ISP進(jìn)行處理的。

　　(1)ISP內(nèi)部構(gòu)成

　　如下圖所示，ISP 內(nèi)部包含 CPU、SUP IP、IF 等設(shè)備，事實(shí)上，可以認(rèn)為 ISP 是一個(gè) SOC，可以運(yùn)行各種算法程序，實(shí)時(shí)處理圖像信號(hào)。

　　CPU

　　CPU 即中央處理器，可以運(yùn)行 AF、LSC 等各種圖像處理算法，控制外圍設(shè)備。

　　SUB IP

　　SUB IP 是各種功能模塊的通稱，對圖像進(jìn)行各自專業(yè)的處理。常見的 SUB IP 如 DIS、CSC、VRA 等。

　　圖像傳輸接口

　　圖像傳輸接口主要分兩種，并口 ITU 和串口 CSI。CSI 是 MIPI CSI 的簡稱，鑒于 MIPI CSI 的諸多優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)相機(jī)領(lǐng)域，已經(jīng)廣泛使用 MIPI-CSI 接口傳輸圖像數(shù)據(jù)和各種自定義數(shù)據(jù)。

　　通用外圍設(shè)備

　　通用外圍設(shè)備指 I2C、SPI、PWM、UART、WATCHDOG 等。

　　(2) ISP 處理圖像數(shù)據(jù)的基本流程

更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<