camera introduction.ppt

1、Camera Introduction,SED Mike_Meng,August 10, 2010,Version,Version,2,Camera的基本架構,大家都知道，對於攝像頭來說，鏡頭的圖元大小並不是決定最終成像效果的唯一標準。要知道攝像頭有三大關鍵部件，鏡頭（LENS）、圖像感測器（SENSOR）和數位圖像處理晶片（DSP），這其中數位圖像處理晶片DSP同樣重要。DSP就像PC裏面的CPU一樣，它是攝像頭的“大腦”，是攝像頭關鍵部件的重中之重，直接關係著拍攝效果的品質。,Lens的結構和相關參數,August 10, 2010,Version,4,Lens的結構,Lens 的結構：鏡

2、筒、鏡片、定位環、固定環、濾光片,Version,5,Lens的一些相關參數,3.1像平面 :全像高度Full Image High 3.2有效焦距Effective Focal Length:焦距是鏡頭的一個非常重要的指標。鏡頭焦距的長短決定了被攝物在成像介質（膠片或sensor等）上成像的大小，也就是相當於物和象的比例尺。當對同一距離遠的同一個被攝目標拍攝時，鏡頭焦距長的所成的象大，鏡頭焦距短的所成的象小。 3.3Total Track總光程:決定了整個模組的高度。,Version,6,Lens的一些相關參數,3.4F/# 光圈:光圈是一個用來控制多少光線透過鏡頭，進入sensor的光量的

3、裝置。我們平時所說的光圈值F2.8、F8、F16等是光圈“係數”，是相對光圈，與光圈的物理孔徑及鏡頭到感光器件（膠片或CMOS）的距離有關。表達光圈大小我們是用F值。光圈F值 = 鏡頭的焦距 / 鏡頭口徑的直徑從以上的公式可知要達到相同的光圈F值，長焦距鏡頭的口徑要比短焦距鏡頭的口徑大。光圈F值愈小，在同一單位時間內的進光量便愈多。 3.5Ir-Cut Filter濾光片的穿透效果: 過濾掉紅外線，避免“紅眼病”拍攝效果的產生。,CMOS Sensor,Version,8,一、CMOS的结构,Version,9,第一層“微型鏡頭”,我們知道，數碼相機成像的關鍵是在於其感光層，為了擴展CMOS的

4、採光率，必須擴展單一圖元的受光面積。但是提高採光率的辦法也容易使畫質下降。這一層“微型鏡頭”就等於在感光層前面加上一副眼鏡。因此感光面積不再因為感測器的開口面積而決定，而改由微型鏡片的表面積來決定。,Version,10,第二層是“分色濾色片”,CMOS目前有兩種分色方式，一是RGB原色分色法，另一個則是CMYK補色分色法。RGB即三原色分色法 ；CMYK，這是由四個通道的顏色配合而成，他們分別是青（C）、洋紅(M)、黃(Y)、黑(K)。 原色CMOS的優勢在於畫質銳利，色彩真實，但缺點則是雜訊問題。補色CMOS多了一個Y黃色濾色器，在色彩的分辨上比較仔細，但卻犧牲了部分影像的解析度 。,Ve

5、rsion,11,第三層：感光層,CMOS的第三層是“感光片”，這層主要是負責將穿過濾色層的光源轉換成電子信號，並將信號傳送到影像處理晶片，將影像還原。,Version,12,二、CMOS的工作原理,CMOS使用一種高感光度的半導體材料製成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器晶片轉換成數位信號，數位信號經過壓縮以後由相機內部的閃速記憶體或內置硬碟卡保存，因而可以輕而易舉地把資料傳輸給電腦，並借助於電腦的處理手段，根據需要和想像來修改圖像。CMOS由許多感光單位組成，通常以百萬圖元為單位。當CMOS表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在元件上，所有的感光單位所產生的信號加在一起，就構成了

6、一幅完整的畫面。,DSP,Version,14,DSP簡介,數位圖像信號處理(Display Signal Processing，簡稱DSP)是一種獨特的微處理器，是以數位信號來處理大量資訊的器件。其工作原理是接收類比信號，轉換為0或1的數位信號，再對數位信號進行修改、刪除、強化，並在其他系統晶片中把數位資料解譯回類比資料或實際環境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數以千萬條複雜指令程式，遠遠超過通用微處理器，是數位化電子世界中日益重要的電腦晶片。它的強大資料處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。,Version,15,DSP的一般特點,（1）在一個指令週期內可完成一

7、次乘法和一次加法； （2）程式和資料空間分開，可以同時訪問指令和資料 （3）片內具有快速RAM，通常可通過獨立的資料匯流排在兩塊中同時訪問； （4）具有低開銷或無開銷迴圈及跳轉的硬體支援； （5）快速的中斷處理和硬體I/O支援； （6）具有在單週期內操作的多個硬體位址產生器； （7）可以並行執行多個操作； （8）支援流水線操作，使取指、解碼和執行等操作可以重疊執行。,Version,16,DSP的優缺點,DSP優點： 對元件值的容限不敏感，受溫度、環境等外部參與影響小； 容易實現集成；VLSI 可以分時複用，共用處理器； 方便調整處理器的係數實現自適應濾波； 可實現模擬處理不能實現的功能：線性相位