camera原理及流程

多媒体驱动组2016-04-10勇敢，让未知更美！•一.摄像头成像原理•二.摄像头基本结构•三.图像传感器•四.摄像镜头•五.摄像头马达•六.白平衡•七.色彩校正目录•八.自动曝光勇敢，让未知更美！一.摄像头成像原理摄像头模组利用透镜成像的原理，来实现图像的成像；通过感光芯片及相关电路来记录和传输图像信号的。景物Lens图像传感器ISP显示屏小孔成像透镜成像聚焦光线，对焦收集信号加工处理转换、传输信号显示图像容许弥散圆2-3个pixel勇敢，让未知更美！二.摄像头基本结构手机摄像头模组是由图像传感器、线路板及电子元件、滤色片、对焦马达、镜头、等组成的一套光学系统器件。结构组成：Lens:镜头,负责成像和对焦Holder:基座,负责固定镜头IR:红外滤波片,负责过滤红外光Sensor:图像传感器,负责将图像转换电信号PCB:印刷电路板,负责供电控制及信号传输FPC:可绕性印刷电路板,负责接口勇敢，让未知更美！三.图像传感器（Sensor)CCD/CMOS图像传感器采集图像数据方式常用有BGR模式和CFA模式。BGR模式是由R/G/B三原色值来共同确定1个像素点，常用于专业相机，其优点是图像数据无需插值就可直接显示，图像效果最好。CFA模式是在像素阵列表面覆盖一层彩色滤波阵列（ColorFilterArray，CFA），其优点是成本低，体积小，市场上的数码相机大多采用.缺点是需要色彩差值(丢失2/3信息),其中绿色是红或蓝像素数的两倍，这是因为人眼对可见光谱敏感度的峰值位于中波段，这正好对应着绿色光谱成分。感光宽容度(逆光),动态范围,ISOCell,大像素和高像素的优缺点,频闪,CMOS是lines曝光,CCD是整体曝光.OB值,shading,1英寸CCD长宽为12.8×9.6mm，对角线长度为16mm。1/2.8英寸CCD的对角线长度=16÷2.8=5.71mm.勇敢，让未知更美！四.摄像镜头详解(lens)镜头是由几片透镜组成,有塑胶镜片(plastic),玻璃透镜(glass).所谓塑胶透镜其实是树脂镜片,其透光率,感光性等光学指标比不上玻璃透镜.通常摄像头镜头构造有:1G1P,1G2P,4G,4P,5P,6P等等,透镜越多,成本越高,相对成像效果越出色.玻璃透镜比树脂贵。,X1220是5P镜头,倾国是5P镜头,Xshot是6p镜头.勇敢，让未知更美！四.摄像镜头详解(lens)光圈：光圈F值=镜头的焦距/镜头光圈的直径.光圈的档位是相邻两档的数值相差1.4倍（2的平方根1.414的近似值），透光孔直径相差根号2倍，透光孔的面积相差一倍，影像的亮度相差一倍.同等条件下光圈越大，进入感光芯片的光通量越大但镜头设计难度和生产难度更大，良率更低，成本更高。手机上光圈是固定的,目前F2.0比较常见.光圈越大，进光量越大光圈值越小，光圈越大！勇敢，让未知更美！四.摄像镜头详解(lens)景深：景深就是当焦距对准某一点时，其前后都仍可清晰的范围.简单来说，景深小可以拍出背景虚化的照片，景深大可以拍出清晰的背景。而光圈跟景深的关系是，光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。凸透镜成像公式:1/f（透镜焦距）=1/u(物距)+1/v（像距）激光对焦实现.勇敢，让未知更美！四.摄像镜头详解(lens)视场角FOV:是指拍摄范围的大小，超过76度的是广角镜头。目前手机上较大的广角镜头有84度和88度两种，超过这个角度，画面畸变将较为严重。双摄像头实现光学变焦,通过两颗sensor像素不一致，镜头视场角不一致。通过双摄像头之间的切换而引起所接收的景深、焦深的改变，最终实现光学变焦的功能。(1.5倍)光学变焦和数码变焦的区别.光学变焦和数码变焦的区别勇敢，让未知更美！五.摄像头马达详解目前的摄像头马达大概分普通音圈马达（VCM），中置式马达，闭环马达，光学防抖马达等。AF对焦方式和原理(FV),重力的影响,OTP.光学防抖马达勇敢，让未知更美！六.白平衡白平衡就是无论环境光线色温如何变化,依然把”白色”定义为”白色”的一种功能.色温，简而言之，就是定量地以开尔文温度（K）来表示色彩。例如打铁过程中，黑色的铁在炉温中逐渐变成红色.钨丝灯所发出的光为黄色调，天然气火焰是蓝色的。色温越高，光色越偏蓝；色温越低则偏红。D65,TL84,CWF.相机为什么要有白平衡功能?勇敢，让未知更美！六.白平衡白平衡的目的是无论什么光源下能重现景物的真实色彩.白色能恢复,其他任何颜色都能恢复.MTK的3A算法:白点统计,环境亮度(各色温在亮度上的分布几率),参考前面几帧awb.Mtk的AF对焦过程中会锁定白平衡.勇敢，让未知更美！七.色彩校正人眼对色彩的识别，是基于人眼对光谱存在三种不同的感应单元，不同的感应单元对不同波段的光有不同的响应曲线的原理，通过大脑的合成得到色彩的感知。一般来说，我们可以通俗的用RGB三基色的概念来理解颜色的分解和合成。CCM(colorcorrectionmatrix):需要拍摄24色卡,是整体色彩矩阵的调整.PCA:单个色调的调整,比如肤色调整.二者主要由ISP来实现.是不是和人眼的感应曲线差别很大?人眼光线感应曲线某相机感应曲线勇敢，让未知更美！八.自动曝光(AE)涉及到18%灰概念，一般认为室内室外的景物，在通常的情况下，其平均的反光系数大约为18%，而色彩均值，可以认为是一种中灰的色调。这样，可以通过对反光率为18%的灰板拍摄，调整曝光参数，使其颜色接近为中等亮度的灰色（Y值为128）。然后，对于通常的景物，就能自动的得到正确的曝光了。可是为什么是18%?而不用50%或者其他，原来18%灰在人眼看来，做过对数(人眼的对数特性)压缩后，正好是100%的中间，所以用18%反光率的灰板作为中级灰（中间调、中度灰）是非常科学的。影像亮度由光圈,shutter,ISO(gain),环境亮度决定的.MTK相机应用中的曝光设置其实就是向前或向后错位几个值而已.运动模式原理MTKAE调试工具THEEND