कॅमेरा मॉड्यूलची मूलभूत रचना आणि कार्य तत्त्व

कॅमेरा मॉड्यूलची मूलभूत रचना

I. कॅमेरा रचना आणि कार्य तत्त्व

दृश्य लेन्सद्वारे चित्रित केले जाते, व्युत्पन्न केलेली ऑप्टिकल प्रतिमा सेन्सरवर प्रक्षेपित केली जाते आणि नंतर ऑप्टिकल प्रतिमा इलेक्ट्रिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित केली जाते, जी अॅनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरणाद्वारे डिजिटल सिग्नलमध्ये रूपांतरित होते.डीएसपीद्वारे डिजिटल सिग्नलवर प्रक्रिया केली जाते आणि नंतर संगणकावर प्रक्रियेसाठी पाठविले जाते आणि शेवटी फोन स्क्रीनवर दिसू शकणार्‍या प्रतिमेमध्ये रूपांतरित केले जाते.

डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग (DSP) चिपचे कार्य: जटिल गणिती अल्गोरिदमच्या मालिकेद्वारे डिजिटल इमेज सिग्नल पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करा आणि USB आणि इतर इंटरफेसद्वारे पीसी आणि इतर उपकरणांवर प्रक्रिया केलेले सिग्नल हस्तांतरित करा.डीएसपी संरचना फ्रेम:
1, ISP (इमेज सिग्नल प्रोसेसर)
1. ISP (इमेज सिग्नल प्रोसेसर)
2, JPEG एन्कोडर
2. JPEG एन्कोडर
3, यूएसबी डिव्हाइस कंट्रोलर
3. यूएसबी डिव्हाइस कंट्रोलर

सामान्य कॅमेरा सेन्सर्सचे दोन प्रकार आहेत,

एक म्हणजे CCD (Chagre Couled Device) सेन्सर, म्हणजेच चार्ज जोडलेले उपकरण.
दुसरा आहे CMOS （पूरक मेटल-ऑक्साइड सेमीकंडक्टर）सेन्सर, म्हणजे, पूरक मेटल ऑक्साईड सेमीकंडक्टर.
CCD चा फायदा चांगल्या इमेजिंग गुणवत्तेमध्ये आहे, परंतु उत्पादन प्रक्रिया क्लिष्ट आहे, खर्च जास्त आहे आणि वीज वापर जास्त आहे.त्याच रिझोल्यूशनवर, CMOS CCD पेक्षा स्वस्त आहे, परंतु प्रतिमा गुणवत्ता CCD पेक्षा कमी आहे.CCD च्या तुलनेत, CMOS इमेज सेन्सरचा वीज वापर कमी आहे.याव्यतिरिक्त, प्रक्रिया तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह, CMOS च्या प्रतिमा गुणवत्ता देखील सतत सुधारली गेली आहे.म्हणून, सध्या बाजारात असलेले मोबाइल फोन कॅमेरे सर्व CMOS सेन्सर वापरतात.

मोबाईल फोन कॅमेराची साधी रचना
लेन्स: प्रकाश गोळा करा आणि दृश्य इमेजिंग माध्यमाच्या पृष्ठभागावर प्रक्षेपित करा.
इमेज सेन्सर: इमेजिंग माध्यम, जे लेन्सद्वारे प्रक्षेपित केलेली प्रतिमा (प्रकाश सिग्नल) विद्युत सिग्नलमध्ये रूपांतरित करते.
मोटर: लेन्सची हालचाल चालवते, ज्यामुळे लेन्स इमेजिंग माध्यमाच्या पृष्ठभागावर स्पष्ट प्रतिमा प्रक्षेपित करते.
रंग फिल्टर: मानवी डोळ्याने पाहिलेले दृश्य दृश्यमान प्रकाश बँडमध्ये आहे आणि प्रतिमा सेन्सर मानवी डोळ्यापेक्षा प्रकाश बँड अधिक ओळखू शकतो.म्हणून, अतिरिक्त प्रकाश बँड फिल्टर करण्यासाठी एक रंग फिल्टर जोडला जातो, ज्यामुळे प्रतिमा सेन्सर डोळ्यांनी पाहिलेली वास्तविक दृश्ये कॅप्चर करू शकतो.
मोटर ड्राइव्ह चिप: मोटरची हालचाल नियंत्रित करण्यासाठी आणि ऑटोफोकस मिळविण्यासाठी लेन्स चालविण्यासाठी वापरली जाते.
सर्किट बोर्ड सब्सट्रेट: इमेज सेन्सरचे इलेक्ट्रिकल सिग्नल मागील टोकापर्यंत प्रसारित करा.
II.संबंधित पॅरामीटर्स आणि संज्ञा
1. सामान्य प्रतिमा स्वरूप
1.1 RGB स्वरूप:
पारंपारिक लाल, हिरवा आणि निळा स्वरूप, जसे की RGB565 आणि RGB888;16-बिट डेटा फॉरमॅट 5-बिट R + 6-बिट G + 5-बिट B आहे. G मध्ये आणखी एक बिट आहे कारण मानवी डोळे हिरव्या रंगासाठी अधिक संवेदनशील असतात.
1.2 YUV स्वरूप:
लुमा (Y) + क्रोमा (UV) स्वरूप.YUV पिक्सेल फॉरमॅटचा संदर्भ देते ज्यामध्ये ल्युमिनेन्स पॅरामीटर आणि क्रोमिनन्स पॅरामीटर स्वतंत्रपणे व्यक्त केले जातात.या पृथक्करणाचा फायदा असा आहे की ते केवळ परस्पर हस्तक्षेप टाळत नाही तर प्रतिमेच्या गुणवत्तेवर जास्त परिणाम न करता क्रोमा सॅम्पलिंग दर देखील कमी करते.YUV हा अधिक सामान्य शब्द आहे.त्याच्या विशिष्ट व्यवस्थेसाठी, ते अनेक विशिष्ट स्वरूपांमध्ये विभागले जाऊ शकते.
क्रोमा (UV) रंगाचे दोन पैलू परिभाषित करते: रंग आणि संपृक्तता, जे अनुक्रमे CB आणि CR द्वारे दर्शविले जातात.त्यापैकी, Cr RGB इनपुट सिग्नलचा लाल भाग आणि RGB सिग्नलच्या ब्राइटनेस व्हॅल्यूमधील फरक प्रतिबिंबित करतो, तर Cb RGB इनपुट सिग्नलचा निळा भाग आणि RGB सिग्नलच्या ब्राइटनेस व्हॅल्यूमधील फरक प्रतिबिंबित करतो.
मुख्य नमुना स्वरूप YCbCr 4:2:0, YCbCr 4:2:2, YCbCr 4:1:1 आणि YCbCr 4:4:4 आहेत.
1.3 RAW डेटा स्वरूप:
RAW प्रतिमा हा कच्चा डेटा आहे जो CMOS किंवा CCD प्रतिमा सेन्सर कॅप्चर केलेल्या प्रकाश स्रोत सिग्नलला डिजिटल सिग्नलमध्ये रूपांतरित करतो.RAW फाइल ही एक फाइल आहे जी डिजिटल कॅमेरा सेन्सरची मूळ माहिती आणि कॅमेराद्वारे व्युत्पन्न केलेल्या काही मेटाडेटा (जसे की ISO सेटिंग्ज, शटर स्पीड, छिद्र मूल्य, पांढरा शिल्लक इ.) रेकॉर्ड करते.RAW हे प्रक्रिया न केलेले आणि असंपीडित स्वरूप आहे आणि त्याची संकल्पना "रॉ इमेज कोडेड डेटा" किंवा अधिक स्पष्टपणे "डिजिटल नकारात्मक" म्हणून केली जाऊ शकते.सेन्सरचा प्रत्येक पिक्सेल रंग फिल्टरशी संबंधित आहे आणि फिल्टर बायर पॅटर्ननुसार वितरीत केले जातात.प्रत्येक पिक्सेलचा डेटा थेट आउटपुट आहे, म्हणजे RAW RGB डेटा
कलर इंटरपोलेशननंतर रॉ डेटा (रॉ आरजीबी) आरजीबी होतो.

RAW स्वरूप प्रतिमा उदाहरण
2. संबंधित तांत्रिक निर्देशक
२.१ इमेज रिझोल्यूशन:
SXGA (1280 x1024), 1.3 मेगापिक्सेल
XGA (1024 x768), 0.8 मेगापिक्सेल
SVGA (800 x600), 0.5 मेगापिक्सेल
VGA (640x480), 0.3 मेगापिक्सेल (0.35 मेगापिक्सेल 648X488 चा संदर्भ देते)
CIF(352x288), 0.1 मेगापिक्सेल
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(१७६x१४४)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 रंग खोली (रंग बिट्सची संख्या):
256 कलर ग्रे स्केल, 256 प्रकारचे राखाडी (काळा आणि पांढरा समावेश).
15 किंवा 16-बिट रंग (उच्च रंग): 65,536 रंग.
24-बिट रंग (खरा रंग): प्रत्येक प्राथमिक रंगात 256 स्तर असतात आणि त्यांच्या संयोजनात 256*256*256 रंग असतात.
32-बिट रंग: 24-बिट रंगाव्यतिरिक्त, अतिव्यापी लेयर (अल्फा चॅनेल) च्या ग्राफिक डेटा संचयित करण्यासाठी अतिरिक्त 8 बिट वापरले जातात.
2.3 ऑप्टिकल झूम आणि डिजिटल झूम:
ऑप्टिकल झूम: लेन्स अ‍ॅडजस्ट करून तुम्हाला चित्रित करायचे असलेल्या ऑब्जेक्टचे झूम इन/आउट करा.हे पिक्सेल आणि प्रतिमा गुणवत्ता मूलतः अपरिवर्तित ठेवते, परंतु आपण आदर्श प्रतिमा घेऊ शकता.डिजिटल झूम: प्रत्यक्षात कोणतेही झूम नाही.हे फक्त मूळ चित्रातून घेते आणि झूम वाढवते. तुम्ही LCD स्क्रीनवर जे पाहता ते मोठे केले जाते, परंतु चित्राची गुणवत्ता लक्षणीयरीत्या सुधारलेली नाही आणि तुमचा कॅमेरा शूट करू शकतील अशा कमाल पिक्सेलपेक्षा पिक्सेल कमी आहेत.चित्राची गुणवत्ता मुळात अयोग्य आहे, परंतु ती काही सुविधा देऊ शकते.
2.4 प्रतिमा संक्षेप पद्धत:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 प्रतिमा आवाज:
हे प्रतिमेतील आवाज आणि हस्तक्षेपाचा संदर्भ देते आणि प्रतिमेमध्ये निश्चित रंगीत आवाज म्हणून दिसते.
2.6 स्वयं पांढरा शिल्लक:
सोप्या भाषेत सांगा: कॅमेर्‍याद्वारे पांढऱ्या वस्तूंचे पुनर्संचयित करणे.संबंधित संकल्पना: रंग तापमान.
2.7 पाहण्याचा कोन:
मानवी डोळ्याच्या इमेजिंग प्रमाणेच त्याचे तत्त्व आहे, ज्याला इमेजिंग श्रेणी म्हणून देखील ओळखले जाते.
2.8 ऑटो फोकस:
ऑटोफोकस दोन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते: एक म्हणजे लेन्स आणि विषयातील अंतरावर आधारित ऑटोफोकस श्रेणी, आणि दुसरा फोकस स्क्रीन (शार्पनेस अल्गोरिदम) वर स्पष्ट इमेजिंगवर आधारित फोकस डिटेक्शन ऑटोफोकस आहे.
टीप: झूम करणे म्हणजे दूरच्या वस्तू जवळ आणणे.फोकस प्रतिमा स्पष्ट करणे आहे.
2.9 ऑटो एक्सपोजर आणि गामा:
हे छिद्र आणि शटरचे संयोजन आहे.छिद्र, शटर गती, ISO.गामा हा मानवी डोळ्याचा तेजस्वीपणाचा प्रतिसाद वक्र आहे.
III.इतर कॅमेरा रचना