手机摄像头工作原理-软件培训.ppt

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1、Camera工作原理,作者:黄平礼日期:,一、camera module主要组成部分二、camera工作原理原理介绍三、camera在MT6229平台上的工作原理介绍,一、camera module主要组成部分,Camera module 主要的组成部分由:lens和Sensor IC,其中有些Sensor IC是集成了DSP,有些是没有集成DSP,没有集成DSP的module需要外部外挂DSP。,1、镜头(LENS)镜头是仅次于CMOS芯片影响画质的第二要素,其组成是透镜结构,由几片透镜组成,一般可分为塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。当然,所谓塑胶透镜也非纯粹塑料,而是树

2、脂镜片,当然其透光率感光性之类的光学指标是比不上镀膜镜片的。通常摄像头用的镜头构造有:1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、2G3P、4G、5G等。透镜越多,成本越高,相对成像效果会更出色;而玻璃透镜又比树脂贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用多层玻璃镜头!现在市场上的多数摄像头产品为了降低成本,一般会采用廉价的塑胶镜头或一玻一塑镜头(即:1P、2P、1G1P、1G2P等),对成像质量有很大影响!,2、Sensor IC在摄像头的主要组件中,最重要的个人认为就是图像传感器了,因为感光器件对成像质量的重要性不言而喻。Sensor将从lens上传导过来的光线转换为电信号,再通过内部的DA转换为

3、数字信号。由于Sensor的每个pixel只能感光R光或者B光或者G光,因此每个像素此时存贮的是单色的,我们称之为RAW DATA数据。要想将每个像素的RAW DATA数据还原成三基色,就需要ISP来处理。,3、数字信号处理芯片DSPDSP结构框架:(1).ISP(image signal processor)(镜像信号处理器)(2).JPEG encoder(JPEG图像解码器)ISP的性能强大是决定影像流畅的关键,JPEG encoder的性能也是关键指标之一。而JPEG encoder又分为硬件JPEG压缩方式,和软件RGB压缩方式。DSP控制芯片的作用是:将感光芯片获取的数据及时快速地

4、传到baseband中并刷新感光芯片,因此控制芯片的好坏,直接决定画面品质(比如色彩饱和度、清晰度)与流畅度。,二、camera工作原理原理介绍,1、Sensor内部工作原理2、DVP传输方式介绍3、Camera在MT6229平台上的工作原理,1、Sensor内部工作原理 外部光线穿过lens后,经过color filter滤波后照射到Sensor面上,Sensor将从lens上传导过来的光线转换为电信号,再通过内部的DA转换为数字信号。如果Sensor没有集成DSP,则通过DVP的方式传输到baseband,此时的数据格式是RAW RGB。,如果集成了DSP,则RAW DATA 数据经过AW

5、B、color matrix、lens shading、gamma、sharpness、AE和de-noise处理,后输出YUV或者RGB格式的数据。,2、DVP传输方式介绍,DVP分为三个部分:1)输出总线;2)输入总线;3)电源总线。如下图:,1)输入总线介绍 a、PWD为camera的使能管脚。当camera处于PWD模式时,一切对camera的操作都是无效的。因此,在RESET之前,一定要将PWD管脚置为normal模式。b、RESET为camera的复位管脚。此方式为硬复位模式,一般管脚置为低,camera处于硬复位状态,camera的各个IO口恢复到出厂默认状态。只有在XCLK开启

6、后,将RESET置为低,硬复位才有效,否则复位无效。c、XCLK为camera工作时钟管脚。此管脚为BB提供camera的工作时钟。d、I2C为camera与BB通信管脚。BB与camera的通信总线。,2)输出总线介绍 a、data为camera的数据管脚。此数据脚可以输出的格式有YUV、RGB、JPEG。b、VSYNC为camera的帧同步信号管脚。一个VYSNC信号结束表示一帧(即一个画面)的数据已经输出完毕。c、HSYNC为camera行同步信号管脚。一个HSYNC信号结束表示一行的数据已经输出完毕。d、PCLK为像素同步信号管脚。一个PCLK信号结束表示一个数据已经输出完毕。,Dat

7、a、PCLK、V_sync、H_sync的关系如下:,3)Power线介绍 a、AVDD为camera的模拟电压。b、DOVDD为camera的GPIO口数字电压。c、DVDD为camera的核工作电压。一般来说,要求先提供sensor的GPIO口电压,接着提供模拟电压,最后提供工作电压。时序如下图:,三、camera在MT6229平台上的工作原理介绍,MT6229是支持RAW RGB Camera的一个平台。因此Camera module可以选择不带ISP的Sensor。其主要结构是Camera module+MTK DSP,MTK DSP 包括ISP、IMAGE DMA、IPP及RESIZ

8、E,其中ISP分为TG、lens/sensor compensation、color process三个单元。TG为时钟接收器,负责从camera接受数据,lens/sensor compensation只将RAW RGB数据转为RGB565,其他格式不做处理,color process将RGB565/YUV422转为YCbCr888。ISP部分这里不做详述,后面的效果调试将做详细描述,重点对IMAGE DMA及RESIZE做详细的描述。,1)RESIZE分为:DRZ、PRZ。DRZ即drop resize,负责列与行的压缩,中间格式不变。PRZ即post resize,分为两个部分:粗略压缩

9、与精细压缩。粗略压缩即简单的按照比例压缩,例如1,1/4,1/16,1/64;精细压缩即对列于行进行压缩,中间先是将YUV444转为YUV420,这样提高了压缩速度。,2)IPP分为IPP1,IPP2,IPP3。IPP的作用是将YUV转换为RGB,如下图:,3)IMAGE DMA包括JPEG DMA、VIDEO DMA、IBW1/2/3/4 DMA、IBR1/2 DMA,JPEG encode DMA主要负责将YUV444数据按照8X8模块,压缩为YUV422/420,如果数据最后一个模块不是8X8,则用0补齐。然后将YUV422/420传送到JPEG ENCODE.image buffer

10、write 1 主要负责将数据从IPP2传输到Thumbnail buffer;image buffer write 2主要负责将数据从IPP1传输到memory或LCD buffer。image buffer write 3主要负责将RGB888/YUV444传送到DRZ.image buffer write 4主要负责将RGB888/YUV444传送到PRZ.image buffer read 1 主要负责将数据RGB565/RGB888/BGR888从memory传输到IPP3.image buffer read 2 主要负责从memory读取phone frame,经过压缩、转化后叠加到CRZ buffer上。,Camera preview IMAGE DMA path:,Camera capture IMAGE DMA path:,

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