学习camera的理论基础（第四天）

一：摄像头模组（CCM）

• 1:camera 特写

摄像头模组， Camera Compact Module，简写为CCM，是影响捕捉至关重要的电子器件。如图所示

• 2、摄像头工作原理、camera的组成各组件的作用

（1）工作原理：物体通过镜头（lens）聚焦的光，通过CMOS或CCD集成电路，把光信号转换成电信号，再经过内部图像处理器（ISP）转换成数字图像信号输出到数字信号处理器（DSP）进行加工处理，转换成标准的RGB、YUV等格式图像信号。

注：对RGB和YUV格式的理解

RGB：可以通过一串数字，便能得到某个特定的颜色，这就是RGB的应用。RGB模型是目前最常用的一种彩色信息表达方式，它使用红、绿、蓝三原色的亮度来定量表示颜色，是以三色光互相叠加来实现混色的方法。

YUV：YUV格式通常有两大类：打包（packed）格式和平面（planar）格式。前者将YUV分量存放在同一个数组中，通常是几个相邻的像素组成一个宏像素（macro-pixel）；而后者使用三个数组分开存放YUV三个分量，就像是一个三维平面一样。

原理就是把亮度与色度分离，研究证明，人眼对亮度的敏感超过色度。YUV中，Y表示明亮度（Lumina nce 或Luma），也就是灰阶值；而U和V表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用就是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。

（YUV的详细用法参考：https://blog.csdn.net/wudebao5220150/article/details/13295603）

（2）CCM包含四大件：镜头（lens）、传感器（sensor）、软板（FPC）、数字信号处理芯片（DSP）。决定一个摄像头好坏的重要部件是：镜头、数字信号处理芯片、传感器。CCM的关键技术为：光学设计技术、非球面镜制作技术、光学镀膜技术。

镜头是相机的灵魂，镜头对成像的效果有很重要的作用，是利用透镜的折射原理，景物光线通过镜头，在聚焦平面上形成清晰的影像，通过感光材料CMOS或CCD感光器记录景物的影像。

传感器是CCM的核心模块，目前广泛使用的用两种：一种是广泛使用的CCD（电荷耦合器件）；另一种是CMOS（互补金属氧化物半导体）。

==》电荷耦合器件图像传感器CCD，它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器（ADC）芯片转换成数字信号。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。

==》互补性氧化金属半导体CMOS，主要是利用硅各锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（-电）P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。

数字信号处理芯片（DSP）是CCM的重要组成部分，它的作用是将感光芯片获得的数据及时快速地传递*处理器并刷新感光芯片，因此DSP的好坏，直接影响画面品质（比如色彩饱和度，清晰度等）。

FPC柔性电路板（柔性PCB）：简称“软板”，又称“柔性线路板”，链接芯片和手机。起到电信号传输作用。

注>>>>>>常见基带处理器或者基带芯片负责数据处理与储存，相当于一个协处理器，主要组件为DSP、微控制器、内存（如SRAM、Flash）等单元，主要功能为基带编码/译码、声音编码及语音编码等。目前主流基带架构：DSP+ARM。可分为五个子块：CPU处理器、信道编码器、DSP、调制解调器和接口模块。

基带芯片是用来合成即将的发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码。具体地说，就是：发射时，把音频信号编译成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解译为音频信号。同时，也负责地址信息（手机号、网站地址）、文字信息（短讯文字、网站文字）、图片信息的编译。

>>>>>>>>>ISP，Image Signal Processor，图像信号处理器；DSP，Data Signal Processer，数字信号处理器。

ISP一般用来处理Image Sensor（图像传感器）的输出数据，如进行：AEC（自动曝光控制）、AGC（自动增益控制）、AWB（自动白平衡）、色彩校正、Gamma校正、祛除坏点、Auto Black Level、Auto White Level等等功能的处理。

DSP功能较多，可以做些拍照以及回显（JPEG的编解码）、录像以及回放（Video的编解码）、H.264d的编解码、还有很多其他方面的处理，总之就是处理数字信号。可以认为ISP是一类特殊的处理图像信号的DSP。

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在摄像头这部分，要看清楚ISP表示的是什么，是Image Signal Processor（图像信号处理器），还是Image Sensor Processor（图像传感器处理器）。

 

3、camera模组的装配方式

（1）定焦模组装配图

CCM分为定焦模组和自动变焦模组，其中定焦模组主要由镜头、镜座、感光集成电路、软性线路板、补强和钢片装配而成，其装配图如下：

（2）自动变焦模组装配图

由镜头、音圈马达、底座支架、感光集成电路、驱动集成电路和连接器组成，装配图如下：

4、摄像头的一些技术指标

①sensor输出的图像格式

>>YUV：luma(Y)+chroma(UV)格式（亮度、色度），一般情况下sensor支持YUV422格式，即Y-U-V次序输出数据。

>>RGB：传统的红绿蓝格式，比如RGB565,5bit R + 6bit G + 5bit B，G多一位是因为人眼对绿色比较敏感。

 >> RAW RGB：sensor的每一像素对应一个彩色滤光片，滤光片按Bayer Pattern(拜耳模板)分布，将每一个像素的数据直接输出，即Raw RGB Data。

 >>JPEG：有些sensor，特别是低分辨率的，其自带JPEG engine，可以直接输出压缩后的jpg格式的数据。

 

https://www.cnblogs.com/fjutacm/p/220631977df995512d136e4dbd411951.html