摄像头基础知识

摄像头(CAMERA或WEBCAM)又称为电脑相机、电脑眼、电子眼等，是一种视频输入设备，被广泛的运用于视频会议，远程医疗及实时监控等方面。

摄像头基础知识

• 分类
  • 数字摄像头
  • 模拟摄像头
    • 录像监控
• 结构组件
  • 镜头（LENS）
    • 塑胶透镜（Plastic）
    • 玻璃透镜（Glass）
  • 图像传感器Sensor
    • 分类
      • CCD（charge-coupled device） ：电荷耦合器件
      • CMOS（complementary metal oxide semiconductor）：互补金属氧化物半导体
    • 原理
  • 电源
    • 3.3V和2.5V
  • DSP（数字信号处理芯片）/Drive IC的结构框架
    • ISP（image signal processor）（图像信号处理器）
      • 决定影像流畅
    • JPEG encoder（JPEG图像解码器）
      • 硬件JPEG压缩
      • 软件RGB压缩
• 工作原理
  • 光学图像投射到图像传感器=>转为电信号=>A/D转换 =>数字图像信号=>DSP处理=>USB传输到电脑=>显示器显示图像
• 技术指标
  • 图像解析度/分辨率(Resolution)
    • 分辨率
      • 解析图象的能力
      • 30万像素CMOS的分辨率为640×480
      • 50万像素CMOS的分辨率为800×600
    • ●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)
    • ●QCIF(176x144)
    • ●QSIF/QQVGA(160x120)
  • 图像格式(imageFormat/Colorspace)
    • RGB24：表示R、G、B三种颜色各8bit
    • ●I420：YUV格式之一。
    • ●其它:RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。
  • 自动白平衡调整(AWB)
  • 图像压缩方式
    • JPEG：(jointphotographicexpertgroup)静态图像压缩方式
  • 彩色深度(色彩位数)
    • 24位
  • 图像噪音
    • 杂点干扰
  • 视角
    • 成像范围
  • 输出/输入接口
    • 串行接口(RS232/422):传输速率慢，为115kbit/s
    • 并行接口(PP)：速率可以达到1Mbit/s
    • 红外接口(IrDA)：速率也是115kbit/s，一般笔记本电脑有此接口。
    • 通用串行总线USB：USB1.1速率可达12Mbit/s,USB2.0可达480Mbit/s
    • IEEE1394(火线)接口(亦称ilink):其传输速率可达100M~400Mbit/s。
• 模组测试
  • 影响摄像模组品质的要素
    • Particle
      • 污点或者暗点
    • 解析力
      • 镜头的品质
      • Sensor 的分辨率
    • 色彩还原性
      • D65标准光源
      • Lab色度空间
    • 亮度均匀性（Shading）
      • 色彩均匀性(Color Shading)和白平衡(White Balance)
    • 噪点
    • Flare
  • 测试内容
    • 清晰度：SFR
      • 刃口倾斜角度：2~10°
      • MTF50
      • MTF50P(锐化)
    • 中心偏移
    • 尘点测试
    • 亮点暗点测试
    • 白平衡测试
    • 灰阶测试
      • 每个灰度块 ROI 区域的所有像素求 Y 值平均值
      • 相邻灰阶之间的Y值差 > 15 ( TBD )
    • 色彩还原测试
      • 每个色块区域的所有像素求 R、G、B平均值，然后把 RGB 转换成 XYZ，再 转换成 Lab
      • ΔE < 5 (TBD)
  • 其他
    • 光源
      • D65光源
        • 国际标准人工日光
        • 色温：6504K，白色微蓝，偏冷
      • A光源
        • 白炽灯（钨丝灯）
        • 色温：2856K，白色带黄，偏暖
    • ROI
      • 感兴趣区域（Region of Interest）
    • 色彩模型
      • RGB
      • YUV
      • CIE - L*a*b*
        • L亮度 a偏绿 b偏蓝
      • CIE – XYZ
      • CMYK