Struktur dasar dan prinsip kerja modul kamera

Struktur dasar modul kamera

I. Struktur kamera dan prinsip kerja

Adegan diambil melalui lensa, gambar optik yang dihasilkan diproyeksikan ke sensor, dan kemudian gambar optik diubah menjadi sinyal listrik, yang diubah menjadi sinyal digital melalui konversi analog-ke-digital.Sinyal digital diproses oleh DSP kemudian dikirim ke komputer untuk diproses, dan akhirnya diubah menjadi gambar yang dapat dilihat di layar ponsel.

Fungsi chip pemrosesan sinyal digital (DSP): mengoptimalkan parameter sinyal gambar digital melalui serangkaian algoritme matematika yang kompleks, dan mentransfer sinyal yang diproses ke PC dan perangkat lain melalui USB dan antarmuka lainnya.Bingkai struktur DSP:
1 、 ISP (prosesor sinyal gambar)
1. ISP (pengolah sinyal gambar)
2. Enkode JPEG
2. Pembuat enkode JPEG
3. Pengontrol perangkat USB
3. Pengontrol perangkat USB

Ada dua jenis sensor kamera yang umum,

Salah satunya adalah sensor CCD （Chagre Couled Device）, yaitu perangkat yang digabungkan dengan muatan.
Yang lainnya adalah sensor CMOS （Semikonduktor Oksida Logam Pelengkap）, yaitu semikonduktor oksida logam pelengkap.
Keunggulan CCD terletak pada kualitas pencitraan yang baik, namun proses pembuatannya rumit, biayanya tinggi, dan konsumsi dayanya tinggi.Pada resolusi yang sama, CMOS lebih murah daripada CCD, tetapi kualitas gambarnya lebih rendah daripada CCD.Dibandingkan dengan CCD, sensor gambar CMOS memiliki konsumsi daya yang lebih rendah.Selain itu, dengan kemajuan teknologi proses, kualitas gambar CMOS juga terus ditingkatkan.Oleh karena itu, kamera ponsel yang beredar di pasaran semuanya menggunakan sensor CMOS.

Struktur sederhana kamera ponsel
Lensa: mengumpulkan cahaya dan memproyeksikan pemandangan ke permukaan media pencitraan.
Sensor gambar: media pencitraan, yang mengubah gambar (sinyal cahaya) yang diproyeksikan oleh lensa ke permukaan menjadi sinyal listrik.
Motor: menggerakkan pergerakan lensa, sehingga lensa memproyeksikan gambar yang jelas ke permukaan media pencitraan.
Filter warna: Adegan yang dilihat oleh mata manusia berada di pita cahaya tampak, dan sensor gambar dapat mengenali pita cahaya lebih dari mata manusia.Oleh karena itu, filter warna ditambahkan untuk menyaring pita cahaya berlebih, sehingga sensor gambar dapat menangkap pemandangan sebenarnya yang terlihat oleh mata.
Chip penggerak motor: digunakan untuk mengontrol pergerakan motor dan menggerakkan lensa untuk mencapai fokus otomatis.
Substrat papan sirkuit: Mengirimkan sinyal listrik dari sensor gambar ke ujung belakang.
II.Parameter dan kata benda terkait
1. Format gambar umum
Format 1.1 RGB:
Format merah, hijau, dan biru tradisional, seperti RGB565 dan RGB888;format data 16-bit adalah 5-bit R + 6-bit G + 5-bit B. G memiliki satu bit lagi karena mata manusia lebih peka terhadap warna hijau.
1.2 format YUV:
Format Luma (Y) + kroma (UV).YUV mengacu pada format piksel di mana parameter luminance dan parameter chrominance dinyatakan secara terpisah.Keuntungan dari pemisahan ini adalah tidak hanya menghindari interferensi timbal balik, tetapi juga mengurangi laju pengambilan sampel kroma tanpa terlalu memengaruhi kualitas gambar.YUV adalah istilah yang lebih umum.Untuk pengaturan spesifiknya, dapat dibagi menjadi banyak format khusus.
Chroma (UV) mendefinisikan dua aspek warna: rona dan saturasi, yang masing-masing diwakili oleh CB dan CR.Diantaranya, Cr mencerminkan perbedaan antara bagian merah dari sinyal input RGB dan nilai kecerahan sinyal RGB, sedangkan Cb mencerminkan perbedaan antara bagian biru dari sinyal input RGB dan nilai kecerahan sinyal RGB.
Format pengambilan sampel utama adalah YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 dan YCbCr 4:4:4.
1.3 format data RAW:
Gambar RAW adalah data mentah yang sensor gambar CMOS atau CCD mengubah sinyal sumber cahaya yang ditangkap menjadi sinyal digital.File RAW adalah file yang merekam informasi asli dari sensor kamera digital dan beberapa metadata (seperti pengaturan ISO, kecepatan rana, nilai apertur, white balance, dll.) yang dihasilkan oleh kamera.RAW adalah format yang tidak diproses dan tidak dikompresi dan dapat dikonseptualisasikan sebagai "data kode gambar mentah" atau lebih jelas disebut "negatif digital".Setiap piksel sensor sesuai dengan filter warna, dan filter didistribusikan sesuai dengan pola Bayer.Data setiap piksel adalah output langsung, yaitu data RAW RGB
Data mentah (Raw RGB) menjadi RGB setelah interpolasi warna.

Contoh gambar format RAW
2. Indikator teknis terkait
2.1 Resolusi gambar:
SXGA (1280 x1024), 1,3 megapiksel
XGA (1024 x768), 0,8 megapiksel
SVGA (800 x600), 0,5 megapiksel
VGA (640x480), 0,3 megapiksel (0,35 megapiksel mengacu pada 648X488)
CIF(352x288), 0,1 megapiksel
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 Kedalaman warna (jumlah bit warna):
256 skala warna abu-abu, 256 jenis abu-abu (termasuk hitam dan putih).
Warna 15 atau 16-bit (warna tinggi): 65.536 warna.
Warna 24-bit (warna sebenarnya): Setiap warna primer memiliki 256 level, dan kombinasinya memiliki 256*256*256 warna.
Warna 32-bit: Selain warna 24-bit, 8 bit ekstra digunakan untuk menyimpan data grafis dari lapisan yang tumpang tindih (saluran alfa).
2.3 Zoom optik dan zoom digital:
Zoom optik: Memperbesar/memperkecil objek yang ingin Anda bidik dengan menyesuaikan lensa.Itu membuat piksel dan kualitas gambar pada dasarnya tidak berubah, tetapi Anda dapat mengambil gambar yang ideal.Zoom digital: Sebenarnya tidak ada zoom.Ini hanya mengambil dari gambar asli dan memperbesar. Apa yang Anda lihat di layar LCD diperbesar, tetapi kualitas gambar tidak meningkat secara substansial, dan pikselnya lebih rendah dari piksel maksimum yang dapat diambil oleh kamera Anda.Kualitas gambar pada dasarnya tidak layak, tetapi dapat memberikan kenyamanan.
2.4 Metode kompresi gambar:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Gangguan gambar:
Ini mengacu pada noise dan interferensi pada gambar dan muncul sebagai noise warna tetap pada gambar.
2.6 Keseimbangan putih otomatis:
Sederhananya: pemulihan objek putih oleh kamera.Konsep terkait: suhu warna.
2.7 Sudut pandang:
Ini memiliki prinsip yang sama dengan pencitraan mata manusia, yang juga dikenal sebagai rentang pencitraan.
2.8 Fokus otomatis:
Fokus otomatis dapat dibagi menjadi dua kategori: satu adalah autofokus rentang berdasarkan jarak antara lensa dan subjek, dan yang lainnya adalah autofokus deteksi fokus berdasarkan pencitraan yang jelas pada layar pemfokusan (algoritme ketajaman).
Catatan: Zoom adalah mendekatkan objek yang jauh.Fokus adalah membuat gambar menjadi jelas.
2.9 Eksposur otomatis dan Gamma:
Ini adalah kombinasi dari bukaan dan rana.Bukaan, kecepatan rana, ISO.Gamma adalah kurva respons mata manusia terhadap kecerahan.
AKU AKU AKU.Struktur kamera lainnya