Basisstructuur en werkingsprincipe van de cameramodule

Basisstructuur van cameramodule

I. Camerastructuur en werkingsprincipe

De scène wordt door de lens opgenomen, het gegenereerde optische beeld wordt op de sensor geprojecteerd en vervolgens wordt het optische beeld omgezet in een elektrisch signaal, dat via analoog-naar-digitaal-conversie wordt omgezet in een digitaal signaal.Het digitale signaal wordt verwerkt door DSP en vervolgens naar de computer gestuurd voor verwerking en uiteindelijk omgezet in een afbeelding die op het telefoonscherm te zien is.

Functie van de chip voor digitale signaalverwerking (DSP): optimaliseer de parameters van het digitale beeldsignaal via een reeks complexe wiskundige algoritmen en breng de verwerkte signalen over naar pc's en andere apparaten via USB en andere interfaces.DSP-structuurframe:
1, ISP (beeldsignaalprocessor)
1. ISP (beeldsignaalprocessor)
2、JPEG-encoder
2. JPEG-encoder
3、 USB-apparaatcontroller
3. USB-apparaatcontroller

Er zijn twee typen gemeenschappelijke camerasensoren,

Een daarvan is de CCD (Chagre Couled Device)-sensor, dat wil zeggen een ladingsgekoppeld apparaat.
De andere is CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)-sensor, dat wil zeggen complementaire metaaloxide-halfgeleider.
Het voordeel van CCD ligt in de goede beeldkwaliteit, maar het fabricageproces is gecompliceerd, de kosten zijn hoog en het stroomverbruik is hoog.Bij dezelfde resolutie is CMOS goedkoper dan CCD, maar de beeldkwaliteit is lager dan CCD.In vergelijking met CCD heeft de CMOS-beeldsensor een lager stroomverbruik.Bovendien is met de vooruitgang van de procestechnologie de beeldkwaliteit van CMOS ook continu verbeterd.Daarom maken de huidige camera's van mobiele telefoons op de markt allemaal gebruik van CMOS-sensoren.

Eenvoudige structuur van de camera van een mobiele telefoon
Lens: verzamel licht en projecteer de scène op het oppervlak van het beeldmedium.
Beeldsensor: het beeldvormende medium dat het beeld (lichtsignaal) dat door de lens op het oppervlak wordt geprojecteerd, omzet in een elektrisch signaal.
Motor: drijft de beweging van de lens aan, zodat de lens een helder beeld projecteert op het oppervlak van het beeldmedium.
Kleurenfilter: de scène die door het menselijk oog wordt gezien, bevindt zich in de zichtbare lichtband en de beeldsensor kan de lichtband beter herkennen dan het menselijk oog.Daarom is er een kleurenfilter toegevoegd om de overtollige lichtband weg te filteren, zodat de beeldsensor daadwerkelijke scènes kan vastleggen die door het oog worden gezien.
Motoraandrijfchip: wordt gebruikt om de beweging van de motor te regelen en de lens aan te drijven om autofocus te bereiken.
Printplaatsubstraat: Breng het elektrische signaal van de beeldsensor over naar de achterkant.
II.Gerelateerde parameters en zelfstandige naamwoorden
1. Algemene beeldformaten
1.1 RGB-indeling:
Het traditionele rode, groene en blauwe formaat, zoals RGB565 en RGB888;het 16-bits gegevensformaat is 5-bits R + 6-bits G + 5-bits B. G heeft nog een bit omdat menselijke ogen gevoeliger zijn voor groen.
1.2 YUV-formaat:
Luma (Y) + chroma (UV) formaat.YUV verwijst naar het pixelformaat waarin de luminantieparameter en de chrominantieparameter afzonderlijk worden uitgedrukt.Het voordeel van deze scheiding is dat niet alleen onderlinge interferentie wordt vermeden, maar ook de chroma-sampling rate wordt verlaagd zonder dat de beeldkwaliteit al te veel wordt aangetast.YUV is een meer algemene term.Vanwege zijn specifieke opstelling kan het worden onderverdeeld in vele specifieke formaten.
Chroma (UV) definieert twee aspecten van kleur: tint en verzadiging, die respectievelijk worden weergegeven door CB en CR.Onder hen weerspiegelt Cr het verschil tussen het rode deel van het RGB-ingangssignaal en de helderheidswaarde van het RGB-signaal, terwijl Cb het verschil weergeeft tussen het blauwe deel van het RGB-ingangssignaal en de helderheidswaarde van het RGB-signaal.
De belangrijkste bemonsteringsformaten zijn YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 en YCbCr 4:4:4.
1.3 RAW-gegevensformaat:
Het RAW-beeld is de ruwe data die de CMOS- of CCD-beeldsensor het vastgelegde lichtbronsignaal omzet in een digitaal signaal.Een RAW-bestand is een bestand dat de oorspronkelijke informatie van de sensor van de digitale camera en enkele metagegevens (zoals ISO-instellingen, sluitertijd, diafragmawaarde, witbalans, enz.) vastlegt die door de camera worden gegenereerd.RAW is een onverwerkt en ongecomprimeerd formaat en kan worden opgevat als "onbewerkte beeldgecodeerde gegevens" of levendiger "digitaal negatief" genoemd.Elke pixel van de sensor komt overeen met een kleurenfilter en de filters worden verdeeld volgens het Bayer-patroon.De gegevens van elke pixel worden direct uitgevoerd, namelijk RAW RGB-gegevens
Ruwe gegevens (Raw RGB) worden RGB na kleurinterpolatie.

Voorbeeld afbeelding in RAW-indeling
2. Gerelateerde technische indicatoren
2.1 Beeldresolutie:
SXGA (1280 x1024), 1,3 megapixel
XGA (1024 x768), 0,8 megapixel
SVGA (800 x600), 0,5 megapixel
VGA (640x480), 0,3 megapixels (0,35 megapixels verwijzen naar 648X488)
CIF (352x288), 0,1 megapixels
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 Kleurdiepte (aantal kleurbits):
256 kleuren grijsschaal, 256 soorten grijs (inclusief zwart en wit).
15- of 16-bits kleur (hoge kleur): 65.536 kleuren.
24-bits kleur (ware kleur): Elke primaire kleur heeft 256 niveaus en hun combinatie heeft 256*256*256 kleuren.
32-bits kleur: naast de 24-bits kleur worden de extra 8 bits gebruikt om de grafische gegevens van de overlappende laag (alfakanaal) op te slaan.
2.3 Optische zoom en digitale zoom:
Optische zoom: zoom in/uit op het object dat u wilt fotograferen door de lens aan te passen.Het houdt de pixels en beeldkwaliteit in principe ongewijzigd, maar je kunt een ideale foto maken.Digitale zoom: er is eigenlijk geen zoom.Het neemt gewoon de originele foto en zoomt in. Wat u op het LCD-scherm ziet, wordt vergroot, maar de beeldkwaliteit wordt niet substantieel verbeterd en de pixels zijn lager dan het maximale aantal pixels dat uw camera kan opnemen.De beeldkwaliteit is in principe onwaardig, maar het kan wat gemak bieden.
2.4 Beeldcompressiemethode:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Beeldruis:
Het verwijst naar de ruis en interferentie in het beeld en verschijnt als vaste kleurruis in het beeld.
2.6 Automatische witbalans:
Simpel gezegd: het restaureren van witte voorwerpen door de camera.Verwante concepten: kleurtemperatuur.
2.7 Kijkhoek:
Het heeft hetzelfde principe als de beeldvorming van het menselijk oog, ook wel het beeldbereik genoemd.
2.8 Autofocus:
Autofocus kan worden onderverdeeld in twee categorieën: de ene is variërende autofocus op basis van de afstand tussen de lens en het onderwerp, en de andere is focusdetectie-autofocus op basis van heldere beelden op het matglas (scherpte-algoritme).
Let op: Zoomen is om verre objecten dichterbij te halen.Focus is om het beeld duidelijk te maken.
2.9 Automatische belichting en gamma:
Het is de combinatie van diafragma en sluiter.Diafragma, sluitertijd, ISO.Gamma is de responscurve van het menselijk oog op helderheid.
III.Andere camerastructuur