摄像头基础知识介绍

摄像头基础知识介绍二、摄像头市场状况随着网络的发展，IT产品的日趋普及，摄像头也基本上渐渐成为计算机的标配，更成为新新人类上网不可缺少的一部分。市面上的摄像头品牌非常多，产品良莠不齐，给消费者选购造成一定的困难。三、摄像头基本知识介绍摄像头主要由数字信号处理芯片DSP、CMOS传感器、镜头三部分组成，下面的篇幅我们将对摄像头的各组成部分作详细的介绍。四、摄像头硬件组成1、数字信号处理芯片DSP数字信号处理芯片DSP是摄像头的大脑，效果相同于计算机里的CPU，它的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对由CMOS传感器传来的数字图像信号进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备，是摄像头的核心设备。DSP结构框架:

（1.ISP(imagesignalprocessor)(镜像信号处理器)

（2.JPEGencoder(JPEG图像解码器)

（3.USBdevicecontroller(USB设备控制器)中星微电子公司的301系列芯片是目前市面上最常见、效果最好的DSP芯片。（上图）中星微(VIMICRO)301系列拥有影像光源自动增益补强技术，自动曝光、自动白平衡，色彩饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术。动态画面流畅驱动，实时还原真实场景，层次表现力很强，图像变化十分平滑，视觉效果十分舒适。2、CMOS传感器(SENSOR)CMOS传感器(SENSOR)、是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。在采用CMOS为感光元器件的产品中，通过数字信号处理芯片DSP处理采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术。市场上的摄像头产品采用的CMOS品牌主要有MICRON，HYNIX，TASC等这三家的市场占有率接近于100%。目前主流的CMOS传感器（下图）3、镜头镜头的组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般有塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。玻璃对光的透过要远远好于塑料，尤其是是否镀增透膜，这是一个非常重要的指标。正常光线进入玻璃镜片会有10%-15%的光损失，若不镀增透膜会严重影响画面的亮度及流畅性.镀膜后，光线仅仅会损失3%-5%.市场上常用塑料镜头是没有镀增透膜，它的光损失会达到15%-20%，画面发暗。通常摄像头用的镜头构造有、1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G等。透镜越多，成本越高；玻璃透镜比塑胶贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头，成像效果就相对塑胶镜头会好。现在市场上的大多摄像头产品为了降低成本，一般会采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头(即、1P、2P、1G1P、1G2P等)，只有采用4G玻璃镜头才是具有较好的光学品质的摄像头。目前市场常用镜头类型:玻璃镜头(即全玻镜头)和塑料镜头.如下图镜头/项目结构相对孔径光学镀膜成像画面分辨率外观玻璃镜头4片玻璃镜片+1片滤光片1.8---2.0单层赠透膜或多层增透膜真实中心、125线对/mm边缘、80线对/mm精致金属壳体塑料镜头2片塑料镜片+1片滤光片2.0---2.2没有镀膜一般中心、120线对/mm边缘、63线对/mm粗糙塑料壳体镀膜镜头4、PCB板PCB板是摄像头所有元器件的载体，相当于计算机的主板，它一般会采用2层或者4层板，它的布线、工艺、元器件的焊接等等对摄像头的稳定性和寿命起着非常关键的作用，同时也决定着摄像头的外观和使用的镜头的材料和尺寸。5、线材我们所能看到的就是USB的连接线了，给我们的直观印象，他并没有什么可以值得说的地方，但是如果我们从中间剪断，就可能发现区别，有的是4根线，有的是5根线，那多出的一条是地线，平时作用不大，但到关键时刻对摄像头和计算机的主板却有着非同小可的作用。6、工艺和模具工艺和模具是最直观的东西，也是影响消费者购买的直接因素，一款造型独特、制作精良的摄像头都会引起人的注意和购买欲，模具的外观取决于设计师的灵感，而制作的工艺却是一家工厂实力的体现。7、附加功能现在市面上出现了带有夜视功能的摄像头，他的实现是在摄像头的外观上安装4个或者6个红外线发射灯，它的作用就是当实际操作环境周边的光照不足时，摄像头内置的光敏电阻将会自动开启红外线灯，凭借着到位的红外线补光功能，它可将黑暗环境中的物体还原成像，以实现夜视功能，同时它能将环境图像处理成彩色视频或图片真实地呈现出来。五、摄像头的软件部分有了完美的DSP芯，高端的CMOS传感器，4G的玻璃镜头，优雅的外观，良好的工艺，摄像头在计算机上要给我们带来超炫的享受还需要软件部分的配合才能达到完美。1、通过WHQL的驱动再好的硬件，如果没有稳定的驱动也是白搭，中星微电子不仅有着完美的硬件解决方案，同时有着强大的软件开发团队，在windowxp刚发布之时，中星微电子就已经取得了微软公司的WHQL认证，同时向下兼容win2000和98，兼容市面上所有的主板，把摄像头的稳定做到了极致，用户在使用中绝对不会出现因为摄像头的问题而引起死机、蓝屏等故障。所以采用了中星微301系列的处理器的摄像头产品很少有售后服务的问题，返修率极低。2、数码变焦功能中星微电子有限公司特有的数码变焦功能，更是带给消费者极大的方便，用户可以使用这个功能，让画面进行10级数码缩放，虽然没有光学变焦效果出众，但是应付网络聊天却是绰绰有余。3、自动追踪影像功能中星微电子有限公司的自动追踪影像功能更是让人神往，它可以利用软件让摄像头跟随人的移动，这样用户在聊天的过程中再也不会因为打电话、移动等问题而不时地调节摄像头的角度，更加方便了用户的操作，可惜目前这个功能只有加上了云台才能体现。六、中星微电子301系列产品技术特点1、CPU占有率低摄像头的CPU资源占用比率越低，性能越高；比率在50%以上时，电脑性能降低，视频聊天速度下降。中星微301的摄像头的CPU资源占用率在10-20%左右，一般在15%以内。其它二线厂商DSP芯片摄像头的CPU资源占用率在60%左右。使用中星微301DSP对电脑摄像头的强大的硬件支持可同时打开多个窗口进行多项工作，可以一边视频聊天，一边用IE网上冲浪，同时还可以使用OFFICE软件做一些文字工作，还有背景的MP3播放音乐。其它二线厂商DSP芯片摄像头只能看本地的图像，当使用视频聊天工具QQ,MSN等，速度很慢，经常掉线中断。中星微301系列CPU占有率11%其他产品CPU占有率70%CPU资源占用率低至11%CPU资源占用率高至72%1.可进行网络视频聊天；1.网络视频聊天速度极慢；2.不影响电脑性能2.影响电脑性能；3.可同时打开IE，OFFICE，REALPLAY等多个应用程序；3.当打开多个应用程序时，电脑速度变慢。2、USB带宽占用率低摄像头的USB带宽过高则会导致一台电脑在同时接入多个USB设备时，发生冲突，不能正常使用USB键盘，鼠标，音箱和手柄等。中星微301DSP的摄像头只占60%，可以在使用PCCAM的同时使用几乎所有USB外部设备。其它二线厂商DSP芯片的摄像头至少占80%带宽。多占用的20%的USB带宽就会导致鼠标和键盘响应缓慢,甚至不能正常工作。中星微301的USB带宽占有60%可以在使用摄像头的同时使用几乎所有USB外部设备。其他产品的USB带宽占有80%它会造成USB的键盘或鼠标速度降低甚至不能使用。如USB的键盘，鼠标，音箱和手柄等。3、AE（自动曝光）效果好中星微301系列AE效果其他产品AE效果静止时静止时移动后移动后AE效果好

1．表现在使物体移动或摄像头本身移动的时候，图像变化十分平滑，视觉效果十分舒适。

2．视频聊天时图像效果很好。AE效果差

1．同一光源下，移动摄像头或物体节严重像会忽明忽暗，严重影响到图像质量和使用者的心情。

2．视频聊天时图像效果很差。4、AWB（自动白平衡）效果好中星微301系列AWB效果其他产品AWB效果AWB效果好

1.方框所示的三个色块真实表现灰度的深浅层次.

2.AWB与曝光时间同步，变换过程中，不会出现偏色现象.

3.还原逼真,令使用者有始终如一的优质图像感受。AWB效果差

1方框所示的三个色块无法还原成不同深浅的灰,明显失真.

2.AWB未能与曝光时间同步,变换过程中,会出现偏色.

3.图像质量差.4、320*240模式下图像效果出众使用中星微301处理器的摄像头在CIF模式下图像效果十分突出，对图像进行了十分逼真的还原在现，速度达到了30帧／秒。其效果远远超出其它二线厂商的芯片产品。在使用其它二线厂商芯片的摄像头在CIF模式下的图像效果十分差，对图像的还原只能达到“猫眼”的效果，成了实实在在的“大头像”。中星微301系列在320*240下的拍摄图像其他产品在320*240下的拍摄图像图像还原精准，无变形扭曲。图像有变形扭曲的现象。5、800*600模式下图像效果清晰中星微301系列处理器采用了最先进的算法加速硬件方式，使摄像头在800*600模式下图像表现优异,并能达到30帧/秒的的速度。动态画面流畅，实时还原真实场景。其它二线厂商的芯片产品虽然也标注了800*600选项，但只是简单的把图像显示框拉大,并没有增加像素到800*600,导致图像质量严重失真，毫无意义。中星微301系列在800*600下的拍摄图像其他产品在800*600下的拍摄图像圆形框标注的图像比较清晰圆形框标注的图像很模糊七、选购误区1、像素越高越好消费者可能认为摄像头的像素越高越好，其实不然，摄像头不同于数码相机，它不是以拍摄静止图像为主，而主要应用于网络的视频交互，同时以USB接口和计算机传输数据。目前主流USB接口是1.1规范，传输数据有限，在640x480模式下刚刚能够满足25帧的数据传输带宽要求，如果超过这个分辨率就只能采用更高的USB2.0接口和更高的压缩算法，目前USB1.1最大可以传输800x600的视频图像。我们常说的多少像素的摄像头，就是指摄像头的图像解析度或分辨率，在实际应用中，摄像头的像素越高，拍摄出来的图像品质就越好，挑选摄像头像素是衡量摄像头优劣的重要指标之一，所以商家们也经常鼓吹高像素以博得消费者欢心。这里有些指标可供大家参考摄像头的像素、SXGA(1280x1024)又称130万像素，XGA(1024x768)又称80万像素，SVGA(800x600)又称50万像素，VGA(640x480)又称30万像素(35万是指648X488)，CIF(352x288)又称10万像素，SIF/QVGA(320x240)。注意：如果有人说他的摄像头是130万像素，那么他就要有1280x1024的分辨率，否则就是商家在说谎。2、全玻镜头现在市面上的摄像头基本上都说是采用全玻镜头，效果出众；玻璃镜头的性价比要远高于塑料镜头.但市场鱼龙混杂,国内玻璃镜头厂商往往采用低价策略，以增加市场占有率。当市场价格已经接近或低于成本的时候，为控制成本，增加利润，只有粗制滥造，偷工减料或减少生产程序如不镀膜或部分镀膜以维持生存，这样就造成了产品价格不断下调，产品质量不断降低的恶性循环。更有甚者直接用塑料镜头来蒙混消费者。玻璃镜头和塑料镜头的分别相对孔径为F=1.8玻璃镜头相对孔径为F=2.0玻璃镜头相对孔径为F=2.0塑料镜头相对孔径为F=2.2塑料镜头低照度环境下画面