摄像头接口分类及基础知识.pdfVIP

一、Camera 工作原理介绍 1． 结构 2． 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 AD 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 DATA。如果 集成 了 DSP， RAW DATA 数据经过 AWB、 则 color matrix、 lens shading、 gamma、 sharpness、 AE 和 de-noise 处理，后输出 YUV 或者 RGB 格式的数据。 最后会由 CPU 送到 framebuffer 中进行显示，这样我们就看到 camera 拍摄到的景象 了。 3． YUV 与 YCbCr ． 一般来说，camera 主要是由 lens 和 sensor IC 两部分组成，其中有的 sensor IC 集 成 了 DSP，有的没有集成，但也需要外部 DSP 处理。细分的来讲，camera 设备由下边几 部 分构成： 1） lens （镜头）一般 camera 的镜头结构是有几片透镜组成，分有塑胶透镜（Plastic) 和玻璃透 镜 (Glass) ，通常镜头结构有：1P,2P,1G1P,1G3P,2G2P,4G 等。 2） sensor （图像传感器）Senor 是一种半导体芯片，有两种类型：CCD （Charge Coup led Device）即电荷耦合器件的缩写 和 CMOS （Complementary Metal-Oxide Semicondu ctor）互补金属氧化物半导体。Sensor 将从 lens 上传导过来的光线转换为电信号， 再 通过内部的 AD 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。 注： CCD 传感器，电荷信号先传送，后放大，再 A/D，成像质量灵敏度高、分辨率好、 噪声小；处理速度慢；造价高，工艺复杂。 CMOS 传感器，电荷信号先放大，后 A/D，再传送；成像质量灵敏度低、噪声明显；处 理速度快；造价低，工艺简单。 3）ISP （图像信号处理）主要完成数字图像的处理工作，把 sensor 采集到的原始数据转 换为显示支持 的格式。 4）CAMIF （camera 控制器） 芯片上的 camera 接口电路，对设备进行控制，接收 sensor 采集的数据交给 CPU，并送入 LCD 进行显示。 YUV 和 RGB 一样，是色彩空间中常用的色彩模型之一，两者可以相互转换。YUV 中 得 Y 表示亮度，U 和 V 表示色度。与 RGB 相比，它的优点在于占用更少的空间。 YCbCr 则是 在世界数字组织视频标准研制过程中作为 ITU - R BT601 建议的一部分, 其实是 YUV 过缩放和偏移的翻版。 其中 Y 与 YUV 中的 Y 含义一致, Cb , Cr 同样都指色 彩, 只是 在表示方法上不同而已。在 YUV 家族中, YCbCr 是在计算机系统中应用最多的成 员, 其 应用领域很广泛,JPEG、 MPEG 均采用此格式。 一般人们所讲的 YUV 大多是指 YCbCr。 Y CbCr 有许多取样格式, 如 4 ∶4 ∶4 , 4 ∶2 ∶2 , 4 ∶1 ∶1 和 4 ∶2 ∶0。 二、摄像头接口分类 常见类型有 MIPI、DVP 和 usb 接口接口 DVP 总线 PCLK 极限大约在 96M 左右，而且走线长度不能过长，所有 DVP 最大速 率最好控制在 72M 以下，故 PCB layout 会较好画。MIPI 总线速率随便就几百 M，而且是 l vds 接口耦合，走线必须差分等长，并且注意保护，故对 PCB 走线以及阻抗控制要求高一 点。一般而言，96M pclk 是 DVP 的极限，曾经在一个team 做多摄相头的图象采集设备，D VP 总线连接。几个不懂技术的一直 push 我说是硬件走线干扰啊，拘泥纠缠在什么 I2C 这 种低速控制信号受干扰，还搞了好几天看示波器，被烦的不行，我用一个晚上时间改驱动 降低PCLK 降桢率搞定。 1）DVP 是并口，需要 PCLK、VSYNC、HSYNC、D[0：11]——可以是 8/1