手机摄像头工作原理-软件培训.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Camera,工作原理,作者：黄平礼,日期：,2011.01.04,一、,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,DSP,DSP,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,AWB,、,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。,Data,、,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,RESIZE,，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 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,：,