क्यामेरा मोड्युलको आधारभूत संरचना र कार्य सिद्धान्त

क्यामेरा मोड्युलको आधारभूत संरचना

I. क्यामेरा संरचना र कार्य सिद्धान्त

दृश्य लेन्स मार्फत खिचिएको छ, उत्पन्न गरिएको अप्टिकल छवि सेन्सरमा प्रक्षेपण गरिन्छ, र त्यसपछि अप्टिकल छविलाई विद्युतीय संकेतमा रूपान्तरण गरिन्छ, जुन एनालग-देखि-डिजिटल रूपान्तरण मार्फत डिजिटल सिग्नलमा रूपान्तरण हुन्छ।डिजिटल सिग्नललाई DSP द्वारा प्रशोधन गरिन्छ र त्यसपछि कम्प्युटरमा प्रशोधनका लागि पठाइन्छ, र अन्तमा फोन स्क्रिनमा देख्न सकिने छविमा रूपान्तरण गरिन्छ।

डिजिटल सिग्नल प्रशोधन (DSP) चिपको कार्य: जटिल गणितीय एल्गोरिदमहरूको श्रृंखला मार्फत डिजिटल छवि सिग्नल प्यारामिटरहरू अनुकूलन गर्नुहोस्, र USB र अन्य इन्टरफेसहरू मार्फत PC र अन्य उपकरणहरूमा प्रशोधित संकेतहरू स्थानान्तरण गर्नुहोस्।DSP संरचना फ्रेम:
1, ISP (छवि संकेत प्रोसेसर)
1. ISP (छवि सिग्नल प्रोसेसर)
2, JPEG एन्कोडर
2. JPEG इन्कोडर
3, USB उपकरण नियन्त्रक
3. USB उपकरण नियन्त्रक

त्यहाँ दुई प्रकारका साझा क्यामेरा सेन्सरहरू छन्,

एउटा हो CCD (Chagre Couled Device) सेन्सर अर्थात् चार्ज कपल्ड यन्त्र।
अर्को CMOS (पूरक धातु-अक्साइड सेमीकन्डक्टर) सेन्सर हो, अर्थात्, पूरक धातु अक्साइड अर्धचालक।
CCD को फाइदा राम्रो इमेजिङ गुणस्तरमा निहित छ, तर निर्माण प्रक्रिया जटिल छ, लागत उच्च छ, र ऊर्जा खपत उच्च छ।उही रिजोल्युसनमा, CMOS CCD भन्दा सस्तो छ, तर छवि गुणस्तर CCD भन्दा कम छ।CCD को तुलनामा, CMOS छवि सेन्सरमा कम पावर खपत छ।थप रूपमा, प्रक्रिया प्रविधिको विकास संग, CMOS को छवि गुणस्तर पनि निरन्तर सुधार गरिएको छ।त्यसकारण, बजारमा हालका मोबाइल फोन क्यामेराहरूले CMOS सेन्सरहरू प्रयोग गर्छन्।

मोबाइल फोन क्यामेरा को सरल संरचना
लेन्स: प्रकाश जम्मा गर्नुहोस् र दृश्यलाई इमेजिङ माध्यमको सतहमा प्रोजेक्ट गर्नुहोस्।
छवि सेन्सर: इमेजिङ माध्यम, जसले लेन्सद्वारा प्रक्षेपित छवि (प्रकाश संकेत) लाई सतहमा विद्युतीय संकेतमा रूपान्तरण गर्दछ।
मोटर: लेन्सको आन्दोलनलाई ड्राइभ गर्दछ, ताकि लेन्सले इमेजिङ माध्यमको सतहमा स्पष्ट छविलाई प्रोजेक्ट गर्दछ।
रङ फिल्टर: मानव आँखाले देखेको दृश्य दृश्य प्रकाश ब्यान्डमा छ, र छवि सेन्सरले मानव आँखा भन्दा बढी प्रकाश ब्यान्ड पहिचान गर्न सक्छ।तसर्थ, अतिरिक्त प्रकाश ब्यान्ड फिल्टर गर्न रङ फिल्टर थपिएको छ, ताकि छवि सेन्सरले आँखाले देखेका वास्तविक दृश्यहरू खिच्न सक्छ।
मोटर ड्राइभ चिप: मोटरको आन्दोलन नियन्त्रण गर्न र अटोफोकस प्राप्त गर्न लेन्स चलाउन प्रयोग गरिन्छ।
सर्किट बोर्ड सब्सट्रेट: छवि सेन्सरको विद्युतीय संकेतलाई पछाडिको छेउमा पठाउनुहोस्।
II।सम्बन्धित प्यारामिटरहरू र संज्ञाहरू
1. साझा छवि ढाँचाहरू
1.1 RGB ढाँचा:
परम्परागत रातो, हरियो र निलो ढाँचा, जस्तै RGB565 र RGB888;16-बिट डाटा ढाँचा 5-bit R + 6-bit G + 5-bit B हो। G मा एक थप बिट छ किनभने मानव आँखा हरियोसँग बढी संवेदनशील हुन्छन्।
1.2 YUV ढाँचा:
Luma (Y) + क्रोमा (UV) ढाँचा।YUV ले पिक्सेल ढाँचालाई बुझाउँछ जसमा लुमिनेन्स प्यारामिटर र क्रोमिनेन्स प्यारामिटर छुट्टाछुट्टै व्यक्त गरिन्छ।यस विभाजनको फाइदा यो हो कि यसले पारस्परिक हस्तक्षेपबाट मात्र बच्दैन, तर छविको गुणस्तरलाई धेरै असर नगरी क्रोमा नमूना दरलाई पनि कम गर्दछ।YUV एक अधिक सामान्य शब्द हो।यसको विशिष्ट व्यवस्थाको लागि, यसलाई धेरै विशिष्ट ढाँचाहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ।
Chroma (UV) ले रंगका दुई पक्षहरूलाई परिभाषित गर्दछ: ह्यु र संतृप्ति, जुन क्रमशः CB र CR द्वारा प्रतिनिधित्व गरिन्छ।ती मध्ये, Cr ले RGB इनपुट सिग्नलको रातो भाग र RGB सिग्नलको चमक मान बीचको भिन्नतालाई प्रतिबिम्बित गर्दछ, जबकि Cb ले RGB इनपुट सिग्नलको नीलो भाग र RGB सिग्नलको चमक मान बीचको भिन्नतालाई प्रतिबिम्बित गर्दछ।
मुख्य नमूना ढाँचाहरू YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 र YCbCr 4:4:4 हुन्।
1.3 RAW डाटा ढाँचा:
RAW छवि कच्चा डाटा हो जुन CMOS वा CCD छवि सेन्सरले क्याप्चर गरिएको प्रकाश स्रोत संकेतलाई डिजिटल सिग्नलमा रूपान्तरण गर्दछ।RAW फाइल एउटा फाइल हो जसले डिजिटल क्यामेरा सेन्सरको मूल जानकारी र क्यामेराले उत्पन्न गरेको केही मेटाडेटा (जस्तै ISO सेटिङहरू, शटर स्पीड, एपर्चर मान, सेतो ब्यालेन्स, आदि) रेकर्ड गर्छ।RAW एक अप्रशोधित र असम्पीडित ढाँचा हो र यसलाई "कच्चा छवि कोडेड डाटा" वा अझ स्पष्ट रूपमा "डिजिटल नकारात्मक" भनिन्छ भनेर अवधारणा गर्न सकिन्छ।सेन्सरको प्रत्येक पिक्सेल रङ फिल्टरसँग मेल खान्छ, र फिल्टरहरू बायर ढाँचा अनुसार वितरण गरिन्छ।प्रत्येक पिक्सेलको डाटा सीधै आउटपुट हुन्छ, अर्थात् RAW RGB डाटा
कच्चा डाटा (कच्चा RGB) रङ इन्टरपोलेसन पछि RGB हुन्छ।

RAW ढाँचा छवि उदाहरण
2. सम्बन्धित प्राविधिक सूचकहरू
2.1 छवि संकल्प:
SXGA (1280 x1024), 1.3 मेगापिक्सेल
XGA (1024 x768), 0.8 मेगापिक्सेल
SVGA (800 x 600), 0.5 मेगापिक्सेल
VGA (640x480), 0.3 मेगापिक्सेल (0.35 मेगापिक्सेल 648X488 लाई सन्दर्भ गर्दछ)
CIF(352x288), 0.1 मेगापिक्सेल
SIF/QVGA(३२०x२४०)
QCIF(१७६x१४४)
QSIF/QQVGA(१६०x१२०)
२.२ रङ गहिराई (रङ बिट्सको संख्या):
256 रङ ग्रे स्केल, 256 प्रकारको खैरो (कालो र सेतो सहित)।
15 वा 16-बिट रङ (उच्च रङ): 65,536 रङहरू।
24-बिट रंग (साँचो रंग): प्रत्येक प्राथमिक रङमा 256 स्तरहरू छन्, र तिनीहरूको संयोजनमा 256*256*256 रङहरू छन्।
32-बिट रङ: 24-बिट रङको अतिरिक्त, अतिव्यापी तह (अल्फा च्यानल) को ग्राफिक डेटा भण्डारण गर्न अतिरिक्त 8 बिटहरू प्रयोग गरिन्छ।
२.३ अप्टिकल जुम र डिजिटल जुम:
अप्टिकल जुम: लेन्स समायोजन गरेर तपाईंले शूट गर्न चाहनुभएको वस्तुको जुम इन/आउट गर्नुहोस्।यसले पिक्सेल र छवि गुणस्तर मूल रूपमा अपरिवर्तित राख्छ, तर तपाईं आदर्श छवि लिन सक्नुहुन्छ।डिजिटल जूम: वास्तवमा कुनै जुम छैन।यसले मूल तस्बिरबाट मात्र लिन्छ र जुम इन गर्छ। तपाईंले LCD स्क्रिनमा देख्नुभएको कुरालाई ठूलो पारिएको छ, तर तस्विरको गुणस्तरमा पर्याप्त सुधार भएको छैन, र पिक्सेलहरू तपाईंको क्यामेराले खिच्न सक्ने अधिकतम पिक्सेलभन्दा कम छन्।तस्विर गुणस्तर मूलतः अयोग्य छ, तर यसले केही सुविधा प्रदान गर्न सक्छ।
2.4 छवि सङ्कुचन विधि:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 छवि शोर:
यसले छविमा शोर र हस्तक्षेपलाई जनाउँछ र छविमा निश्चित रंग शोरको रूपमा देखा पर्दछ।
2.6 स्वत: सेतो ब्यालेन्स:
सरल भाषामा: क्यामेराद्वारा सेतो वस्तुहरूको पुनर्स्थापना।सम्बन्धित अवधारणाहरू: रंग तापमान।
2.7 हेर्ने कोण:
यसमा मानव आँखाको इमेजिङ जस्तै सिद्धान्त छ, जसलाई इमेजिङ दायरा पनि भनिन्छ।
2.8 स्वत: फोकस:
अटोफोकसलाई दुई भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ: एउटा लेन्स र विषय बीचको दूरीमा आधारित अटोफोकसको दायरा हो, र अर्को फोकस स्क्रिन (शार्पनेस एल्गोरिदम) मा स्पष्ट इमेजिङमा आधारित फोकस पत्ता लगाउने अटोफोकस हो।
नोट: जुमिङ भनेको टाढाका वस्तुहरूलाई नजिक ल्याउनु हो।फोकस छवि स्पष्ट बनाउन हो।
२.९ ​​अटो एक्सपोजर र गामा:
यो एपर्चर र शटरको संयोजन हो।एपर्चर, शटर गति, आईएसओ।गामा भनेको उज्यालोको लागि मानव आँखाको प्रतिक्रिया वक्र हो।
III।अन्य क्यामेरा संरचना