Տեսախցիկի մոդուլի հիմնական կառուցվածքը և աշխատանքի սկզբունքը

Տեսախցիկի մոդուլի հիմնական կառուցվածքը

I. Տեսախցիկի կառուցվածքը և աշխատանքի սկզբունքը

Տեսարանը նկարահանվում է ոսպնյակի միջով, առաջացած օպտիկական պատկերը նախագծվում է սենսորի վրա, այնուհետև օպտիկական պատկերը վերածվում է էլեկտրական ազդանշանի, որը վերածվում է թվային ազդանշանի՝ անալոգային թվային փոխակերպման միջոցով։Թվային ազդանշանը մշակվում է DSP-ի կողմից, այնուհետև ուղարկվում է համակարգիչ՝ մշակման, և վերջապես վերածվում է պատկերի, որը կարելի է տեսնել հեռախոսի էկրանին:

Թվային ազդանշանի մշակման (DSP) չիպի գործառույթը. օպտիմիզացնել թվային պատկերի ազդանշանի պարամետրերը մի շարք բարդ մաթեմատիկական ալգորիթմների միջոցով և մշակված ազդանշանները փոխանցել համակարգիչներ և այլ սարքեր USB-ի և այլ ինտերֆեյսների միջոցով:DSP կառուցվածքի շրջանակ.
1, ISP (պատկերի ազդանշանի պրոցեսոր)
1. ISP (պատկերի ազդանշանի պրոցեսոր)
2, JPEG կոդավորիչ
2. JPEG կոդավորիչ
3, USB սարքի վերահսկիչ
3. USB սարքի կարգավորիչ

Ընդհանուր տեսախցիկի սենսորների երկու տեսակ կա.

Մեկը CCD (Chagre Couled Device) սենսորն է, այսինքն՝ լիցքավորվող սարքը:
Մյուսը CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) սենսորն է, այսինքն՝ լրացուցիչ մետաղական օքսիդ կիսահաղորդիչ:
CCD-ի առավելությունը պատկերի լավ որակի մեջ է, բայց արտադրական գործընթացը բարդ է, արժեքը բարձր է, իսկ էներգիայի սպառումը բարձր է:Նույն լուծաչափով CMOS-ն ավելի էժան է, քան CCD-ը, բայց պատկերի որակն ավելի ցածր է, քան CCD-ը:Համեմատած CCD-ի հետ՝ CMOS պատկերի սենսորն ավելի ցածր էներգիայի սպառում ունի:Բացի այդ, պրոցեսի տեխնոլոգիայի առաջընթացով, CMOS-ի պատկերի որակը նույնպես շարունակաբար բարելավվել է:Հետևաբար, շուկայում առկա բջջային հեռախոսների ներկայիս տեսախցիկները բոլորն օգտագործում են CMOS սենսորներ:

Բջջային հեռախոսի տեսախցիկի պարզ կառուցվածք
Ոսպնյակներ. հավաքեք լույսը և տեսարանը ցուցադրեք պատկերային միջավայրի մակերեսին:
Պատկերի սենսոր՝ պատկերային միջավայր, որը ոսպնյակի կողմից մակերեսի վրա ցուցադրվող պատկերը (լուսային ազդանշանը) վերածում է էլեկտրական ազդանշանի։
Շարժիչ. մղում է ոսպնյակի շարժումը, այնպես որ ոսպնյակը հստակ պատկեր է հաղորդում պատկերող միջավայրի մակերեսին:
Գույնի զտիչ. Մարդու աչքի տեսած տեսարանը գտնվում է տեսանելի լույսի գոտում, և պատկերի սենսորը կարող է ավելի շատ ճանաչել լույսի գոտին, քան մարդու աչքը:Հետևաբար, ավելցուկային լույսի գոտին զտելու համար ավելացվում է գունային ֆիլտր, որպեսզի պատկերի սենսորը կարողանա ֆիքսել իրական տեսարանները, որոնք տեսանելի են աչքերով:
Շարժիչի շարժիչի չիպ. օգտագործվում է շարժիչի շարժումը վերահսկելու և ոսպնյակը ավտոմատ ֆոկուսի հասնելու համար:
Միացման տախտակի ենթաշերտը. փոխանցեք պատկերի սենսորի էլեկտրական ազդանշանը հետևի ծայրին:
II.Հարակից պարամետրեր և գոյականներ
1. Ընդհանուր պատկերների ձևաչափեր
1.1 RGB ձևաչափ.
Ավանդական կարմիր, կանաչ և կապույտ ձևաչափերը, ինչպիսիք են RGB565 և RGB888;16-բիթանոց տվյալների ձևաչափը 5-bit R + 6-bit G + 5-bit B է: G-ն ունի ևս մեկ բիթ, քանի որ մարդու աչքերը ավելի զգայուն են կանաչի նկատմամբ:
1.2 YUV ձևաչափ.
Luma (Y) + chroma (UV) ձևաչափ:YUV-ն վերաբերում է պիքսելային ձևաչափին, որում լուսավորության պարամետրը և քրոմինության պարամետրը արտահայտվում են առանձին:Այս տարանջատման առավելությունն այն է, որ այն ոչ միայն խուսափում է փոխադարձ միջամտությունից, այլև նվազեցնում է քրոմային նմուշառման արագությունը՝ չազդելով պատկերի որակի վրա:YUV-ն ավելի ընդհանուր տերմին է:Իր հատուկ դասավորության համար այն կարելի է բաժանել բազմաթիվ հատուկ ձևաչափերի:
Chroma (UV) սահմանում է գույնի երկու ասպեկտ՝ երանգ և հագեցվածություն, որոնք ներկայացված են համապատասխանաբար CB և CR:Դրանցից Cr-ն արտացոլում է RGB մուտքային ազդանշանի կարմիր մասի և RGB ազդանշանի պայծառության արժեքի տարբերությունը, մինչդեռ Cb-ն արտացոլում է RGB մուտքային ազդանշանի կապույտ մասի և RGB ազդանշանի պայծառության արժեքի տարբերությունը:
Նմուշառման հիմնական ձևաչափերն են՝ YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 և YCbCr 4:4:4:
1.3 RAW տվյալների ձևաչափ.
RAW պատկերն այն չմշակված տվյալն է, որը CMOS կամ CCD պատկերի սենսորը վերափոխում է գրավված լույսի աղբյուրի ազդանշանը թվային ազդանշանի:RAW ֆայլը ֆայլ է, որը գրանցում է թվային ֆոտոխցիկի սենսորի բնօրինակ տեղեկատվությունը և որոշ մետատվյալներ (օրինակ՝ ISO կարգավորումները, կափարիչի արագությունը, բացվածքի արժեքը, սպիտակ հավասարակշռությունը և այլն), որոնք ստեղծվել են տեսախցիկի կողմից:RAW-ն չմշակված և չսեղմված ձևաչափ է, և այն կարելի է պատկերացնել որպես «հում պատկերի կոդավորված տվյալներ» կամ ավելի վառ անվանել «թվային բացասական»:Սենսորի յուրաքանչյուր պիքսելը համապատասխանում է գունային ֆիլտրին, իսկ ֆիլտրերը բաշխվում են ըստ Bayer-ի օրինաչափության։Յուրաքանչյուր պիքսելի տվյալները ուղղակիորեն դուրս են բերվում, մասնավորապես RAW RGB տվյալները
Հում տվյալները (Raw RGB) դառնում են RGB գունային ինտերպոլացիայից հետո:

RAW ձևաչափի պատկերի օրինակ
2. Հարակից տեխնիկական ցուցանիշներ
2.1 Պատկերի լուծում.
SXGA (1280 x1024), 1.3 մեգապիքսել
XGA (1024 x768), 0,8 մեգապիքսել
SVGA (800 x600), 0,5 մեգապիքսել
VGA (640x480), 0,3 մեգապիքսել (0,35 մեգապիքսել՝ 648X488)
CIF (352x288), 0,1 մեգապիքսել
SIF/QVGA (320x240)
QCIF (176x144)
QSIF/QQVGA (160x120)
2.2 Գույնի խորություն (գունային բիթերի քանակը).
256 գունավոր մոխրագույն սանդղակ, 256 տեսակի մոխրագույն (ներառյալ սև և սպիտակ):
15 կամ 16 բիթ գույն (բարձր գույն)՝ 65,536 գույն:
24-բիթանոց գույն (իսկական գույն). Յուրաքանչյուր հիմնական գույն ունի 256 մակարդակ, իսկ դրանց համակցությունը ունի 256*256*256 գույն:
32-բիթանոց գույն. Բացի 24-բիթանոց գույնից, լրացուցիչ 8 բիթն օգտագործվում է համընկնող շերտի (ալֆա ալիք) գրաֆիկական տվյալների պահպանման համար:
2.3 Օպտիկական խոշորացում և թվային խոշորացում.
Օպտիկական խոշորացում. մեծացրեք/հեռացրեք այն օբյեկտը, որը ցանկանում եք նկարել՝ կարգավորելով ոսպնյակը:Այն հիմնականում անփոփոխ է պահում պիքսելները և պատկերի որակը, բայց դուք կարող եք կատարել իդեալական պատկեր:Թվային խոշորացում. իրականում խոշորացում չկա:Այն պարզապես վերցնում է բնօրինակ նկարը և մեծացնում է այն: Այն, ինչ տեսնում եք LCD էկրանին, մեծանում է, բայց նկարի որակը էապես չի բարելավվել, և պիքսելները ցածր են առավելագույն պիքսելներից, որոնք ձեր տեսախցիկը կարող է նկարահանել:Նկարի որակը հիմնականում անարժան է, բայց դա կարող է որոշակի հարմարավետություն ապահովել:
2.4 Պատկերի սեղմման մեթոդ.
JPEG/M-JPEG
հ.261/Հ.263
MPEG
հ.264
2.5 Պատկերի աղմուկ.
Այն վերաբերում է պատկերի աղմուկին և միջամտությանը և պատկերի մեջ հայտնվում է որպես ֆիքսված գունային աղմուկ:
2.6 Ավտոմատ սպիտակ հավասարակշռություն.
Պարզ ասած՝ տեսախցիկի կողմից սպիտակ առարկաների վերականգնում։Հարակից հասկացություններ՝ գույնի ջերմաստիճան:
2.7 Դիտման անկյուն.
Այն ունի նույն սկզբունքը, ինչ մարդու աչքի պատկերումը, որը հայտնի է նաև որպես պատկերային տիրույթ:
2.8 Ավտոմատ ֆոկուս.
Ավտոֆոկուսը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի. մեկը միջակայքային է ավտոմատ ֆոկուսը՝ հիմնված ոսպնյակի և առարկայի միջև հեռավորության վրա, իսկ մյուսը՝ ֆոկուսի հայտնաբերման ավտոմատ ֆոկուսը, որը հիմնված է կենտրոնացման էկրանի հստակ պատկերների վրա (սրության ալգորիթմ):
Նշում. Մեծացնելը հեռավոր առարկաները մոտեցնելն է:Ուշադրության կենտրոնում պատկերը պարզ դարձնելն է:
2.9 Ավտո բացահայտում և գամմա.
Դա բացվածքի և կափարիչի համադրություն է:բացվածք, կափարիչի արագություն, ISO:Գամման մարդու աչքի արձագանքի կորն է պայծառությանը:
III.Տեսախցիկի այլ կառուցվածք