Fundamentos de la ISP y de la cámara

Conocimiento básico de la cámara
estructura de la cámara
La estructura de uso general se muestra en la figura abajo, principalmente incluyendo la lente, la base, el sensor y el PWB.

Tipos de módulos de la cámara
CCM se divide en 4 tipos: FF, frecuencia intermedia, AF y ENFOQUE. El FF (foco) del arreglo, cámara del fijo-foco, es actualmente la cámara más usada de China, y se utiliza en 300.000 y 1,3 millones de productos del teléfono móvil. La frecuencia intermedia (foco micro), una cámara de dos velocidades del enfoque, se utiliza principalmente para las fotos del primer, tales como teléfonos móviles con el reconocimiento de la tarjeta de visita y el reconocimiento del código de barras, usados para 1,3 millón de y 2 millones de productos del teléfono móvil. El AF (foco auto), cámara automática del enfoque, usada principalmente en teléfonos móviles del alto-pixel, también tiene la función de la frecuencia intermedia, usada en 2 millón de y 3 millones de productos del teléfono móvil. El enfoque (enfoque auto), una cámara automática del zoom digital, es principalmente in camera teléfonos, similares usados a la calidad de las imágenes de la cámara, y se utiliza en productos del teléfono móvil con más de 3 millones.

Cómo los trabajos de la cámara:
La imagen óptica generada por la escena (SCE) a través de la lente (LENTE) se proyecta sobre la superficie del sensor de la imagen (sensor), entonces convirtió en una señal eléctrica, convertida en una señal de la imagen digital por A/D (conversión de analógico a digital), y después enviada a la señal numérica que se procesa en el microprocesador de proceso (DSP), y después transmitida a la CPU para procesar a través del interfaz de la entrada-salida, y la imagen se puede considerar a través de la EXHIBICIÓN.

Conocimiento básico del sensor
Cómo trabajo de los sensores
El papel de la lente es filtrar hacia fuera la luz invisible, dejó la luz visible entrar, y el proyecto sobre el sensor. El principio de trabajo de sensor: luz --> carga --> corriente débil --> forma de onda de la señal numérica del RGB --> señal de la señal numérica de YUV

Clasificación del sensor
Diversos tipos de componentes se dividen en: CCD y Cmos. El CCD (dispositivo juntado carga,) es generalmente un componente técnico de gama alta usado en fotografía y videografía. Las ventajas del CCD son alta sensibilidad, de poco ruido, y alto ratio señal/ruido. Sin embargo, el proceso de producción es complicado, el coste es alto, y el consumo de energía es alto. El Cmos (semiconductor de óxido metálico complementario) se utiliza en productos con una calidad más baja de la imagen. Las ventajas del Cmos son alta integración, bajo consumo de energía (menos de 1/3 de CCD), y bajo costo. Sin embargo, el ruido es relativamente grande y la sensibilidad es baja. Para el Cmos, es conveniente para la producción en masa, rápida, y baja en el coste, que será la dirección del desarrollo de los componentes claves de cámaras digitales. Se espera que los fotorreceptores del Cmos han substituido gradualmente fotorreceptores del CCD, y se conviertan en fotorreceptores de la corriente principal en un futuro próximo.

Forma de empaquetado del sensor
Hay dos tipos de empaquetado para el sensor: CSP y DADOS. En el proceso y la fabricación de los fabricantes del módulo, el proceso correspondiente a CSP es SMT, y el proceso correspondiente a DADOS es MAZORCA.

Bloque diagrama básico del sensor
Bloque diagrama del sensor se muestra en la figura (que toma OV2718 como un ejemplo):

Conocimiento básico de ISP
Definición de la ISP
La ISP (procesador de señal de la imagen), es decir, tratamiento de la imagen, la función principal es postprocesar la salida de la señal por el sensor anticipado de la imagen. Las funciones principales incluyen la corrección linear, el retiro del ruido, el retiro del mún punto, la interpolación, el equilibrio blanco, el control de la exposición automática, el etc. agradecen a ISP, él son posibles restaurar mejor los detalles de la escena bajo diversas condiciones ópticas.

Cómo trabajo de las ISP
La imagen del lado del sensor es una imagen de Bayer, después de remuneración llana negra, corrección de la lente, mala corrección del pixel, interpolación del color, retiro del ruido de Bayer, equilibrio blanco, corrección del color, corrección gamma, conversión del espacio de color (RGB a YUV), en el espacio de color de YUV, retiro del ruido del color y el aumento de borde, el aumento del color y del contraste, el control de la exposición automática, los etc. se realizan en el centro, y entonces los datos en formato de YUV (o RGB) son salida, y entonces transmitido a la CPU a través del interfaz de la entrada-salida para procesar. (Tome OV495 como un ejemplo)

Algoritmo del tratamiento de la imagen de la ISP
AE (exposición automática)
La exposición automática se refiere automáticamente para ajustar la exposición según la intensidad de la luz, para prevenir la sobreexposición o para subexposición, y para alcanzar niveles del brillo del aprecio o supuestos niveles del brillo de la blanco en diversas condiciones y escenas de iluminación, de modo que el vídeo o la imagen capturado sea ni demasiado oscura ni demasiado oscura. No demasiado brillante.

Alta proyección de imagen del rango dinámico de HDR (proyección de imagen de High Dynamic Range)
El rango dinámico del sensor es la capacidad del sensor de reflejar ambos puntos culminantes y sombras en una imagen. En la situación real en naturaleza, el rango dinámico de algunas escenas es mayor de DB 100, y el rango dinámico del ojo humano puede alcanzar DB 100. La meta de la proyección de imagen de HDR es representar correctamente la gama de brillo del mundo real. Escenas aplicables: Es más conveniente para el uso en escenas del alto-contraste con el contraluz, por ejemplo: las puestas del sol, las ventanas interiores, de modo que las escenas en lugares brillantes no sean sobreexpuestas, y las escenas en lugares oscuros no serán subexpuestas.

Equilibrio blanco automático de AWB (equilibrio blanco auto)
El equilibrio blanco es encontrar el bloque blanco en la imagen bajo diversas condiciones ligeras, y después ajustar el ratio de R/G/B para compensar el molde del color, y restaura el objeto blanco a un objeto blanco, haciéndolo más cercano a los hábitos visuales del ojo humano.

Corrección del color de CCM (matriz de la corrección del color)
La corrección del color es principalmente corregir el error del color causado por la penetración del color entre los bloques del color en la placa de filtro. El proceso general de la corrección del color es primero comparar la imagen capturada por el sensor de la imagen con la imagen estándar, y calcula una matriz de la corrección basada en esto. Esta matriz es la matriz de la corrección del color del sensor de la imagen. Durante el uso del sensor de la imagen, la matriz se puede utilizar para corregir todas las imágenes capturadas por el sensor de la imagen, para obtener una imagen más cercana al color real del objeto.

El denoising del DNS (Denoise)
Usando un sensor del Cmos para adquirir una imagen, los niveles de iluminación y los problemas del sensor son los factores principales que generan mucho ruido en la imagen. Al mismo tiempo, cuando la señal pasa a través del ADC, un cierto otro ruido será introducido. Estos ruidos empañarán la imagen en conjunto y perderán muchos detalles, así que es necesario al denoise la imagen. Los métodos tradicionales de denoising espacial incluyen la filtración mala y la filtración gausiana.