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筆記:攝像頭作業原理和色彩空間簡介

2020-10-31 06:40:30 移動端開發

攝像頭的基本作業原理:
景物通過鏡頭(LENS)生成的光學影像投射到影像傳感器表面上,然后轉換為電信號,經過A/D(模擬信號)轉換后為數字影像信號,再送到數字影像處理器(DSP)中加工,就可以在顯示幕上看到影像,
攝像頭的基本架構有3個主要部件:鏡頭、影像傳感器、DSP,
影像傳感器可以分為:CCD(電荷耦合器件)和CMOS(互補金屬訊訓物半導體)兩類,
CCD:靈敏度高,噪音小,信噪比大;但是生產工藝復雜,成本高、功耗高、在攝像頭產品上應用較少,
CMOS:集成度高、功耗較低、成本低;但是對光源要求高,
基本概念:
1.解析度
UXGA,即解析度為16001200的輸出格式,類似的還有:SXGA(12801024)、XVGA(1280960)、WXGA(1280800)、XGA(1024768)、SVGA(800600)、VGA(640480)、CIF(352288)和QQVGA(160*120)等,
2.SCCB協議(串行攝像機控制總線協議)
SCCB(Serial Camera Control Bus)是和I2C相同的一個協議, SCCB協議有兩線也有三線,兩線為SIO_C與SIO_D,三線為SIO_E、SIO_C與SIO_D,2線的SCCB總線只能是一個主器件對一個從器件控制,但3線SCCB介面可以對多個從器件控制,因此當只有一個從機(slave device)時用兩線,有多個從機時用三線,
3.攝像頭資料輸出型別
RAW RGB 、RGB、YUV、YCbCr(RGB、YUV和YCbCr都是人為規定的彩色模型或顏色空間,YCbCr4:2:0表示采樣格式)
RAW RGB:是未經過ISP(影像信號處理)處理而直接輸出的影像格式,每個像素點只輸出一種顏色;
RGB:RGB(紅綠藍)是依據人眼識別的顏色定義出的空間,可表示大部分顏色,但在科學研究一般不采用RGB顏色空間,因為它的細節難以進行數字化的調整,它將色調,亮度,飽和度三個量放在一起表示,很難分開,它是最通用的面向硬體的彩色模型,該模型用于彩色監視器和一大類彩色視頻攝像,
YUV:在 YUV空間中,每一個顏色有一個亮度信號 Y,和兩個色度信號 U 和V,亮度信號是強度的感覺,它和色度信號斷開,這樣的話強度就可以在不影響顏色的情況下改變,
YUV使用RGB的資訊,但它從全彩色影像中產生一個黑白影像,然后提取出三個主要的顏色變成兩個額外的信號來描述顏色,把這三個信號組合回來就可以產生一個全彩色影像,Y 通道描述Luma 信號,它與亮度信號有一點點不同,值的范圍介于亮和暗之間, Luma 是黑白電視可以看到的信號,U (Cb) 和 V (Cr)通道從紅 (U) 和藍 (V) 中提取亮度值來減少顏色資訊量,這些值可以從新組合來決定紅,綠和藍的混合信號,
YCbCr :YCbCr 是在世界數字組織視頻標準研制程序中作為ITU - R BT1601 建議的一部分,其實是YUV經過縮放和偏移的翻版,其中Y與YUV 中的Y含義一致, Cb , Cr 同樣都指色彩, 只是在表示方法上不同而已,在YUV家族中, YCbCr 是在計算機系統中應用最多的成員,其應用領域很廣泛,JPEG、MPEG均采用此格式,一般人們所講的YUV大多是指YCbCr,

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