Kamera moduluaren oinarrizko egitura eta funtzionamendu-printzipioa

Kameraren moduluaren oinarrizko egitura

I. Kameraren egitura eta funtzionamendu-printzipioa

Eszena lentetik filmatzen da, sortutako irudi optikoa sentsorera proiektatzen da eta, ondoren, irudi optikoa seinale elektriko bihurtzen da, analogiko-digital bihurtze bidez seinale digital bihurtzen da.Seinale digitala DSP bidez prozesatzen da eta gero ordenagailura bidaltzen da prozesatzeko, eta azkenik, telefonoaren pantailan ikus daitekeen irudi batean bihurtzen da.

Seinale digitalaren prozesatzeko (DSP) txiparen funtzioa: irudi digitalaren seinalearen parametroak optimizatu algoritmo matematiko konplexu batzuen bidez, eta prozesatutako seinaleak ordenagailuetara eta beste gailuetara transferitzea USB eta beste interfaze batzuen bidez.DSP egitura markoa:
1、 ISP (irudi seinale prozesadorea)
1. ISP (irudi seinale prozesadorea)
2、JPEG kodetzailea
2. JPEG kodetzailea
3、 USB gailu kontrolatzailea
3. USB gailu kontrolatzailea

Bi kamera-sentsore mota daude,

Bata CCD (Chagre Couled Device) sentsorea da, hau da, karga akoplatutako gailua.
Bestea CMOS (Metal-oxido erdieroale osagarria) sentsorea da, hau da, metal oxido erdieroale osagarria.
CCD-ren abantaila irudiaren kalitate onean datza, baina fabrikazio-prozesua korapilatsua da, kostua handia eta energia-kontsumoa handia da.Bereizmen berean, CMOS CCD baino merkeagoa da, baina irudiaren kalitatea CCD baino txikiagoa da.CCD-rekin alderatuta, CMOS irudi-sentsoreak energia-kontsumo txikiagoa du.Gainera, prozesuen teknologiaren aurrerapenarekin, CMOSen irudiaren kalitatea ere etengabe hobetu da.Hori dela eta, merkatuan dauden telefono mugikorren kamerak CMOS sentsoreak erabiltzen dituzte.

Telefono mugikorraren kameraren egitura sinplea
Lentea: bildu argia eta proiektatu eszena irudi-euskarriaren gainazalean.
Irudi-sentsorea: irudi-euskarria, lenteak gainazalean proiektatzen duen irudia (argi-seinalea) seinale elektriko bihurtzen duena.
Motorra: lentearen mugimendua gidatzen du, lenteak irudi argia irudikatzeko euskarriaren gainazalean proiekta dezan.
Kolore-iragazkia: giza begiak ikusten duen eszena argi-banda ikusgai dago, eta irudi-sentsoreak argi-banda antzeman dezake giza begiak baino.Hori dela eta, kolore-iragazkia gehitzen da gehiegizko argi-banda iragazteko, irudi-sentsoreak begiek ikusten dituzten benetako eszenak har dezan.
Motor gidatzeko txipa: motorren mugimendua kontrolatzeko eta lentea gidatzeko erabiltzen da fokatze automatikoa lortzeko.
Zirkuitu-plakaren substratua: irudi-sentsorearen seinale elektrikoa atzealdera transmititu.
II.Erlazionatutako parametroak eta izenak
1. Irudi formatu arruntak
1.1 RGB formatua:
Gorri, berde eta urdin formatu tradizionala, hala nola, RGB565 eta RGB888;16 biteko datuen formatua 5 biteko R + 6 biteko G + 5 biteko B. G-k bit bat gehiago du, gizakien begiak berdearekiko sentikorragoak direlako.
1.2 YUV formatua:
Luma (Y) + kroma (UV) formatua.YUV-k luminantzia-parametroa eta krominantzia-parametroa bereizita adierazten diren pixel formaturari egiten dio erreferentzia.Bereizketa honen abantaila elkarrekiko interferentziak saihesten dituela da, kroma-laginketa-tasa ere murrizten duela, irudiaren kalitateari gehiegi eragin gabe.YUV termino orokorragoa da.Bere antolaketa zehatzagatik, formatu zehatz askotan bana daiteke.
Chromak (UV) kolorearen bi alderdi definitzen ditu: ñabardura eta saturazioa, CB eta CR bidez adierazten direnak hurrenez hurren.Horien artean, Cr-k RGB sarrerako seinalearen zati gorriaren eta RGB seinalearen distira-balioaren arteko aldea islatzen du, Cb-k, berriz, RGB sarrerako seinalearen zati urdinaren eta RGB seinalearen distira-balioaren arteko aldea islatzen du.
Laginketa formatu nagusiak YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 eta YCbCr 4:4:4 dira.
1.3 RAW datu-formatua:
RAW irudia CMOS edo CCD irudi-sentsoreak harrapatutako argi-iturriaren seinalea seinale digital bihurtzen duen datu gordina da.RAW fitxategia kamera digitalaren sentsorearen jatorrizko informazioa eta kamerak sortutako metadatu batzuk (adibidez, ISO ezarpenak, obturadorearen abiadura, irekiera balioa, zurien balantzea, etab.) erregistratzen dituen fitxategi bat da.RAW prozesatu gabeko eta konprimitu gabeko formatua da eta "irudi gordinak kodetutako datuak" edo modu biziagoan "negatibo digitala" gisa kontzeptualizatu daiteke.Sentsorearen pixel bakoitza kolore-iragazki bati dagokio, eta iragazkiak Bayer ereduaren arabera banatzen dira.Pixel bakoitzaren datuak zuzenean ateratzen dira, hots, RAW RGB datuak
Datu gordinak (Raw RGB) RGB bihurtzen dira koloreak interpolatu ondoren.

RAW formatuko irudiaren adibidea
2. Lotutako adierazle teknikoak
2.1 Irudiaren bereizmena:
SXGA (1280 x 1024), 1,3 megapixelekoa
XGA (1024 x 768), 0,8 megapixelekoa
SVGA (800 x 600), 0,5 megapixelekoa
VGA (640x480), 0,3 megapixel (0,35 megapixel 648X488 aipatzen dira)
CIF (352x288), 0,1 megapixelekoa
SIF/QVGA (320x240)
QCIF (176x144)
QSIF/QQVGA (160x120)
2.2 Kolore-sakonera (kolore-bit kopurua):
256 koloreko gris eskala, 256 gris mota (zuria eta beltza barne).
15 edo 16 biteko kolorea (kolore altua): 65.536 kolore.
24 biteko kolorea (egiazko kolorea): kolore primario bakoitzak 256 maila ditu eta haien konbinazioak 256*256*256 kolore ditu.
32 biteko kolorea: 24 biteko koloreaz gain, gainjarritako geruzaren (alfa kanala) datu grafikoak gordetzeko 8 bit gehigarriak erabiltzen dira.
2.3 Zoom optikoa eta zoom digitala:
Zoom optikoa: lentea egokituz atera nahi duzun objektua handitu edo txikiagotu.Pixelak eta irudiaren kalitatea funtsean aldatu gabe mantentzen ditu, baina irudi ezin hobea har dezakezu.Zoom digitala: Ez dago zooma benetan.Jatorrizko argazkitik atera eta zooma egiten du. LCD pantailan ikusten duzuna handitu egiten da, baina irudiaren kalitatea ez da nabarmen hobetzen, eta pixelak zure kamerak atera ditzakeen gehienezko pixelak baino baxuagoak dira.Irudiaren kalitatea funtsean ez da merezi, baina erosotasun pixka bat eman dezake.
2.4 Irudiak konpresio metodoa:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 Irudiaren zarata:
Irudiko zaratari eta interferentziari egiten dio erreferentzia eta irudian koloreko zarata finko gisa agertzen da.
2.6 Zurien balantze automatikoa:
Besterik gabe: kameraren bidez objektu zuriak berreskuratzea.Lotutako kontzeptuak: kolore-tenperatura.
2.7 Ikuspegi angelua:
Giza begiaren irudiaren printzipio bera du, irudi-barrutia bezala ere ezagutzen dena.
2.8 Foku automatikoa:
Foku automatikoa bi kategoriatan bana daiteke: bata objektiboaren eta subjektuaren arteko distantziaren araberako fokatze automatikoa da, eta bestea fokatze-detektatzeko fokatze-pantailan irudi argian oinarrituta (zorroztasun algoritmoa).
Oharra: Zooma urrutiko objektuak hurbiltzeko da.Fokua irudia argia izatea da.
2.9 Esposizio automatikoa eta Gamma:
Irekidura eta obturadorearen konbinazioa da.Irekidura, obturadorearen abiadura, ISO.Gamma giza begiak distiraren aurrean duen erantzun kurba da.
III.Beste kameraren egitura