Fondements d'ISP et de caméra

Connaissances de base de caméra
structure de caméra
La structure utilisée généralement est montrée dans la figure ci-dessous, principalement comprenant la lentille, la base, le capteur et la carte PCB.

Types de modules de caméra
CCM est divisé en 4 types : FF, MF, AF et BOURDONNEMENT. FF (foyer de difficulté), caméra de fixe-foyer, est actuellement la caméra la plus utilisée en Chine, et est employé dans 300 000 et 1,3 millions de produits de téléphone portable. MF (foyer micro), une caméra à deux vitesses de bourdonnement, est principalement employé pour les photos en gros plan, telles que des téléphones portables avec la reconnaissance de carte de visite professionnelle de visite et la reconnaissance de code barres, utilisées pour 1,3 million et 2 millions de produits de téléphone portable. AF (foyer automatique), caméra automatique de bourdonnement, principalement utilisée dans des téléphones portables de haut-pixel, a également la fonction du MF, utilisée dans 2 million et 3 millions de produits de téléphone portable. Le bourdonnement (bourdonnement automatique), une caméra numérique automatique de bourdonnement, est principalement in camera les téléphones, semblable utilisés à la qualité des images de caméra, et est employé dans des produits de téléphone portable avec plus de 3 millions.

Comment les travaux de caméra :
L'image optique produite par la scène (SCE) par la lentille (LENTILLE) est projetée sur la surface du capteur d'image (capteur), a alors converti en signal électrique, a converti en signal d'image numérique par A/D (conversion analogique-numérique), et alors envoyé au signal numérique qu'il est traité dans la puce de traitement (DSP), et alors transmis à l'unité centrale de traitement pour traiter par l'interface d'entrée-sortie, et l'image peut être vue par l'AFFICHAGE.

Connaissances de base de capteur
Comment travail de capteurs
Le rôle de la lentille est de filtrer la lumière invisible, a laissé la lumière visible entrer, et le projet sur le capteur. Le principe de travail du capteur : lumière --> charge --> courant faible --> forme d'onde de signal numérique de RVB --> signal de signal numérique de YUV

Classification de capteur
Différents types de composants sont divisés en : CCD et CMOS. Le CCD (dispositif couplé par charge,) est généralement un composant technique à extrémité élevé utilisé en photographie et vidéographie. Les avantages du CCD sont sensibilité élevée, à faible bruit, et rapport signal/bruit élevé. Cependant, le processus de fabrication est compliqué, le coût est haut, et la puissance est haute. CMOS (CMOS) est employé dans les produits avec la qualité inférieure d'image. Les avantages du CMOS sont intégration élevée, consommation de puissance faible (moins de 1/3 de CCD), et coût bas. Cependant, le bruit est relativement grand et la sensibilité est basse. Pour le CMOS, elle est commode pour la production en série, rapide, et basse dans le coût, qui sera la direction de développement des composantes clés des appareils photo numériques. On s'attend à ce que les photorécepteurs de CMOS ont graduellement remplacé des photorécepteurs de CCD, et deviennent des photorécepteurs de courant principal dans un avenir proche.

Forme d'ensemble capteur
Il y a deux types d'emballage pour le capteur : CSP et MATRICES. Dans le traitement et la fabrication des fabricants de module, le processus correspondant à CSP est SMT, et le processus correspondant POUR DÉCOUPER est ÉPI.

Schéma fonctionnel de base de capteur
Le schéma fonctionnel du capteur est montré dans la figure (prenant OV2718 comme exemple) :

Connaissances de base des ISPs
Définition d'ISP
L'ISP (processeur de signal d'image), c.-à-d., à traitement d'images, la fonction principale est de post-traiter la sortie de signal par le capteur d'entrée d'image. Les fonctions principales incluent la correction linéaire, le retrait de bruit, l'enlèvement de point négatif, l'interpolation, l'équilibre blanc, le contrôle d'exposition automatique, etc. remercie à l'ISP, il est possible pour reconstituer mieux des détails de scène dans différentes conditions optiques.

Comment travail d'ISPs
L'image du côté de capteur est une image de Bayer, après compensation de niveau noire, correction de lentille, mauvaise correction de pixel, interpolation de couleur, retrait de bruit de Bayer, équilibre blanc, correction de couleur, la correction gamma, la conversion d'espace chromatique (RVB à YUV), dans dans l'espace chromatique de YUV, retrait de bruit de couleur et l'amélioration de bord, l'amélioration de couleur et de contraste, le contrôle d'exposition automatique, etc. sont exécutés au milieu, et alors les données dans le format de YUV (ou RVB) sont sortie, et alors transmis à l'unité centrale de traitement par l'interface d'entrée-sortie pour le traitement. (Prenez OV495 comme exemple)

Algorithme à traitement d'images d'ISP
Les EA (exposition automatique)
L'exposition automatique se rapporte automatiquement pour ajuster l'exposition selon l'intensité de la lumière, pour empêcher la surexposition ou pour sous-exposer, et pour réaliser des niveaux d'éclat d'appréciation ou de soi-disant niveaux d'éclat de cible en différents états et scènes d'allumage, de sorte que la vidéo ou l'image capturée ne soit ni trop foncée ni trop foncée. Pas trop lumineux.

Représentation élevée de dynamique de HDR (représentation de High Dynamic Range)
La dynamique du capteur est la capacité du capteur de refléter les deux points culminants et ombres dans une image. Dans la vraie situation en nature, la dynamique de quelques scènes est plus grande que le DB 100, et la dynamique de l'oeil humain peut atteindre le DB 100. Le but de la représentation de HDR est de représenter correctement la gamme d'éclat réelle. Scènes applicables : Il est plus approprié pour l'usage dans des scènes contrastées avec le contre-jour, comme : des couchers du soleil, les fenêtres d'intérieur, de sorte que les scènes dans les endroits lumineux ne soient pas surexposées, et les scènes dans les endroits foncés ne seront pas sous-exposés.

Équilibre blanc automatique d'AWB (équilibre blanc automatique)
L'équilibre blanc est de trouver le bloc blanc dans l'image dans différentes conditions légères, et puis d'ajuster le rapport de R/G/B pour compenser la fonte de couleur, et reconstitue l'objet blanc à un objet blanc, le faisant plus près des habitudes visuelles de l'oeil humain.

(Correction Matrix de couleur) correction de la couleur CCM
La correction de couleur est principalement de corriger l'erreur de couleur provoquée par la pénétration de couleur entre les blocs de couleur au plat de filtre. Le processus général de la correction de couleur est de comparer d'abord l'image saisie par le capteur d'image à l'image standard, et calcule une matrice de correction basée sur ceci. Cette matrice est la matrice de correction de couleur du capteur d'image. Pendant l'application du capteur d'image, la matrice peut être employée pour corriger toutes les images saisies par le capteur d'image, afin d'obtenir une image la plus proche de la vraie couleur de l'objet.

Denoising de DNS (Denoise)
Utilisant un capteur de CMOS pour acquérir une image, les niveaux lumineux et les questions de capteur sont les facteurs principaux qui produisent de beaucoup de bruit dans l'image. En même temps, quand le signal traverse le CDA, un autre bruit sera présenté. Ces bruits brouilleront l'image dans son ensemble et perdront beaucoup de détails, ainsi il est nécessaire du denoise l'image. Les méthodes traditionnelles de denoising spatial incluent le filtrage moyen et le filtrage gaussien.