決定手機(jī)攝像頭性能的參數(shù)有哪些

1、光圈大小，如f2.2 、f2.4 、f2.6

f值越小，光圈越大，圖像性能越好。暗光環(huán)境下，光圈大的鏡頭拍的清楚。

2、快門速度，這一點(diǎn)要自己體驗(yàn)

3、像素值其實(shí)沒用，放大后噪點(diǎn)很多。手機(jī)攝像頭的感光元件面積很小。

1600w像素?cái)?shù)碼相機(jī)拍攝效果比500w像素的單反相機(jī)差的原因是感光元件的面積不同

數(shù)碼相機(jī)是0.4寸的感光元件，而單反的感光元件的面積就可能就有1寸還多了，

感光元件面積大，所以單位像素的利用價(jià)值高，圖像放大也不會(huì)模糊

手機(jī)攝像頭上的參數(shù)：1.3MEGA     PIXELS,f=5.0mm  1:2.8表示什么？

130萬(wàn)像素，焦距=5.0毫米,1:2.8 可能是成像比之類的

手機(jī)CMOS攝像頭是什么

cmos就相當(dāng)于攝像頭的處理芯片也叫做傳感器，這個(gè)芯片主要用于外界光線后轉(zhuǎn)化為電能，再透過芯片上的模擬轉(zhuǎn)換器將獲得的影像訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸出。在進(jìn)行對(duì)光感的分析，還原色彩，去除雜質(zhì)等一系列的運(yùn)算，使得照片能夠看起來(lái)非常的清晰。

不過手機(jī)上的cmos采用的是最差的芯片，就算是拍照手機(jī)也不的cmos芯片也不能和相機(jī)里的cmos對(duì)比。因?yàn)槭謾C(jī)的cmos芯片很小，要比相機(jī)里的cmos小很多，在對(duì)相片的分析和色彩還原，去除雜質(zhì)等效果都有很大的差異。

CMOS攝像頭

CMOS經(jīng)過加工也可以作為數(shù)碼攝影中的圖像傳感器，CMOS傳感器也可細(xì)分為被動(dòng)式像素傳感器。CMOS傳感器具有較高的靈敏度、較短曝光時(shí)間和日漸縮小的像素尺寸。由于許多場(chǎng)景的拍攝都是在照明條件很差的情況下進(jìn)行的，因此擁有較大的動(dòng)態(tài)范圍將是十分有益的。

現(xiàn)在手機(jī)的攝像頭都是CMOS攝像頭，很少采用其他的傳感器。因?yàn)镃MOS的攝像頭價(jià)格低廉，成像一般。對(duì)于手機(jī)來(lái)說，CMOS傳感器已經(jīng)夠用了。

手機(jī)攝像頭

2000年，夏普J(rèn)-SH04成為世界上第一款置入攝像頭的手機(jī)；2002年，諾基亞7650作為國(guó)內(nèi)第一款拍照手機(jī)上市；2003年，又是夏普，擁有百萬(wàn)級(jí)像素的拍照手機(jī)夏普j-sh53問世……拍照功能已逐漸成為手機(jī)上的一項(xiàng)標(biāo)配，但是如何選擇手機(jī)攝像頭呢？

1、主要結(jié)構(gòu)

首先了解攝像頭的主要結(jié)構(gòu)和工作原理：

光線——>鏡頭——>圖像傳感器（即感光器，將光轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)）——>數(shù)字信號(hào)處理芯片（即主芯片，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理，并進(jìn)行傳輸和保存）——>圖像/視頻

鏡頭

攝像頭鏡頭由透鏡結(jié)構(gòu)組成，鏡頭主要決定畫面清晰度（畫面清透度、光線、遠(yuǎn)近景）、圖像顯示范圍、畫面處理速度，同時(shí)影響硬件支持的最高像素。

攝像頭鏡頭品質(zhì)差異主要取決于鏡頭的材質(zhì)和處理工藝。諾基亞部分手機(jī)就常自稱是通過卡爾蔡司認(rèn)證的鏡頭，有興趣的朋友可以自己去查，下面只講兩個(gè)主要衡量指標(biāo)：

材質(zhì)：鏡頭從材質(zhì)上分塑膠透鏡（P）和玻璃透鏡（G）兩種，可以通過多種組合方式形成最后的鏡頭，常見的組合有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、2G3P、4G、5G（2P就是2片塑膠，2G2P就是2片玻璃2片塑膠，其它的類似）。透鏡越多成像效果越好；玻璃透鏡比塑膠的效果好，價(jià)格也更貴；加了鍍膜玻璃的則更好，可以增加通光量，減少反光，使成像清晰，畫質(zhì)明亮鮮艷。

透光度（光圈系數(shù)）：透光度越強(qiáng)成像效果越好，透光度有標(biāo)準(zhǔn)衡量數(shù)值：f1，f1.4，f2，f2.8，f4，f5.6，f8，f11等，數(shù)值越低越好。

圖像傳感器（SENSOR）

攝像頭圖像傳感器（SENSOR）將光轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將信號(hào)傳送給數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）。圖像傳感器決定產(chǎn)品的畫面清晰度（畫面清透度、光線、噪點(diǎn)多少）、畫面邊緣處理能力、弱光成像補(bǔ)償能力；影響硬件支持的最高像素、畫面處理速度。我們常說的攝像頭像素也主要由圖像傳感器決定。

目前市面上常見的傳感器材質(zhì)分為CCD（電荷耦合器件）和CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）兩種：

CCD的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，噪音小，信噪比大，但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、功耗高；

CMOS的優(yōu)點(diǎn)是集成度高、功耗低（不到CCD的1/3）、成本低，但是信噪比較大、靈敏度較低、對(duì)光源要求高。

一般認(rèn)為CCD的成像效果比CMOS好，但是隨著CMOS的改進(jìn)和其他影像技術(shù)的彌補(bǔ)（如自動(dòng)亮度、白平衡控制，色飽和度、對(duì)比度、邊緣增強(qiáng)等），兩者實(shí)際效果相差并不明顯。另外最近爆出國(guó)外已研發(fā)出量子膜圖像傳感技術(shù)，性能比CCD和CMOS提升了4倍，但相信短時(shí)間內(nèi)不會(huì)用在手機(jī)上。

數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）

數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）主要對(duì)傳感器傳送過來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，轉(zhuǎn)化為圖像格式并通過接口傳輸給存儲(chǔ)或顯示設(shè)備。處理芯片的好壞，直接決定畫面品質(zhì)（如色彩飽和度、清晰度）與流暢度。

2、主要參數(shù)

介紹了攝像頭的主要結(jié)構(gòu)，再來(lái)看主要衡量的參數(shù)。

分辨率（像素）

相信分辨率是大家最熟悉的參數(shù)之一了。分辨率主要由圖像傳感器決定，一般分辨率越高，圖像就越細(xì)膩，效果也越好，但圖像所占存儲(chǔ)空間更大。另外，通常所說的攝像頭像素是拍照模式下的最大像素，攝影（拍視頻）時(shí)的像素通常會(huì)比較小，例如N97攝像頭有500W像素，但攝影模式下的最大分辨率只有640 x480。

對(duì)手機(jī)攝像頭分辨率進(jìn)行說明時(shí)，常常會(huì)使用圖像解析度的專用名詞（如CIF，VGA等）來(lái)表示分辨率，下面是它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系（像素=分辨率長(zhǎng)寬數(shù)值相乘，例如640X480=307200，也就是30W像素）：

簡(jiǎn)稱 (代號(hào)) 分辨率   像素

subQCIF : 128 x 96 

QCIF : 176 X 144 

CGA : 320 x 200 

Quarter-VGA: 320 x 240 

CIF : 352 x 288 10W

EGA : 640 x 350 

VGA : 640 x 480 30W

SVGA : 800 x 600 

XGA : 1024 x 768 

XGA-W : 1280 x 768 

QVGA : 1280 x 960 120W

SXGA : 1280 x 1024 

SXGA+ : 1400 x 1050 

SXGA-W : 1600 x 1024 

UGA : 1600 x 1200 

HDTV : 1920 x 1080 200W

UXGA : 1900 x 1200 

UXGA-W : 1920 x 1200 

QXGA : 2048 x 1536 320W

QSXGA : 2560 x 2048 500W+

QUXGA : 3200 x 2400 700W+

QUXGA-W : 3840 x 2400 900W+

傳輸速率（幀數(shù)）

該參數(shù)主要由數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）決定，該參數(shù)主要對(duì)連拍和攝像有影響。一般傳輸速率越高，視頻越流暢。常見的傳輸速率有15fps，30fps，60fps，120fps等。（fps：幀/秒）。

傳輸速率與圖像的分辨率有關(guān)，圖像分辨率越低，傳輸速率越高，例如某攝像頭在CIF（352*288）分辨率下可實(shí)現(xiàn)30fps傳輸速率，則在VGA（640*480）分辨率下就只有10fps左右，因此當(dāng)商家說傳輸速率時(shí)一定要清楚對(duì)應(yīng)的分辨率。一般30fps的流暢度已經(jīng)足夠了，關(guān)鍵看此時(shí)對(duì)應(yīng)的分辨率有多高。

3、其他技術(shù)

現(xiàn)在手機(jī)攝像頭上還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦、防抖動(dòng)、白平衡、亮度調(diào)節(jié)、飽和度調(diào)節(jié)等功能，但目前大部分手機(jī)主要通過ISP（圖像信號(hào)處理器，可認(rèn)為是DSP的一部分）對(duì)圖像進(jìn)行相應(yīng)的算法處理實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)效果與算法有關(guān)。雖說這些能力能提高圖像處理效果，但也可能由于計(jì)算太多導(dǎo)致拍攝時(shí)的速度降低。

還有一項(xiàng)技術(shù)是變焦，變焦分為光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦，兩種變焦都可以使圖像放大，但光學(xué)變焦在放大的同時(shí)不影響圖像質(zhì)量，光學(xué)變焦倍數(shù)越高越適合做望遠(yuǎn)鏡；而數(shù)碼變焦也是通過算法實(shí)現(xiàn)，在放大圖像的同時(shí)會(huì)使圖像質(zhì)量降低。因此衡量攝像頭變焦能力的是光學(xué)變焦倍數(shù)而不是數(shù)碼變焦，而目前大部分手機(jī)攝像頭都是數(shù)碼變焦。

作為手機(jī)新型的拍攝功能，內(nèi)置的數(shù)碼相機(jī)功能與我們平時(shí)所見到的低端的（10萬(wàn)－130萬(wàn)像素）數(shù)碼相機(jī)相同。與傳統(tǒng)相機(jī)相比，傳統(tǒng)相機(jī)使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，而數(shù)碼攝像頭的“膠卷”就是其成像感光器件，是數(shù)碼拍攝的心臟。感光器是攝像頭的核心，也是最關(guān)鍵的技術(shù)。

攝像頭按結(jié)構(gòu)來(lái)分，有內(nèi)置和外接之分，但其基本原理是一樣的。

按照其采用的感光器件來(lái)分，有CCD和CMOS之分：

CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合組件）使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段，根據(jù)需要和想像來(lái)修改圖像。CCD由許多感光單位組成，當(dāng)CCD表面受到光線照射時(shí)，每個(gè)感光單位會(huì)將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號(hào)加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。它就像傳統(tǒng)相機(jī)的底片一樣的感光系統(tǒng)，是感應(yīng)光線的電路裝置，你可以將它想象成一顆顆微小的感應(yīng)粒子，鋪滿在光學(xué)鏡頭后方，當(dāng)光線與圖像從鏡頭透過、投射到CCD表面時(shí)， CCD就會(huì)產(chǎn)生電流，將感應(yīng)到的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成數(shù)碼資料儲(chǔ)存起來(lái)。CCD像素?cái)?shù)目越多、單一像素尺寸越大，收集到的圖像就會(huì)越清晰。因此，盡管CCD數(shù)目并不是決定圖像品質(zhì)的唯一重點(diǎn)，我們?nèi)匀豢梢园阉?dāng)成相機(jī)等級(jí)的重要判準(zhǔn)之一。目前掃描機(jī)、攝錄放一體機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)多數(shù)配備CCD。

CCD經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)35年的發(fā)展，大致的形狀和運(yùn)作方式都已經(jīng)定型。CCD 的組成主要是由一個(gè)類似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組成。目前有能力生產(chǎn) CCD 的公司分別為：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本廠商。

CMOS（Complementary etal-Oxide Semiconductor，附加金屬氧化物半導(dǎo)體組件）和CCD一樣同為在數(shù)碼相機(jī)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在CMOS上共存著帶N（帶–電）和 P（帶+電）級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。然而，CMOS的缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn)，這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使CMOS在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過于頻繁而會(huì)產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。

CCD和CMOS各自的利弊，我們可以從技術(shù)的角度來(lái)比較兩者主要存在的區(qū)別：

信息讀取方式不同。CCD傳感器存儲(chǔ)的電荷信息需在同步信號(hào)控制下一位一位的實(shí)施轉(zhuǎn)移后讀取，電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時(shí)鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個(gè)電路較為復(fù)雜。CMOS傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號(hào)，信號(hào)讀取十分簡(jiǎn)單。

速度有所差別。CCD傳感器需在同步時(shí)鐘的控制下以行為單位一位一位的輸出信息，速度較慢；而CMOS傳感器采集光信號(hào)的同時(shí)就可以取出電信號(hào)，還能同時(shí)處理各單元的圖象信息，速度比CCD快很多。

電源及耗電量。CCD傳感器電荷耦合器大多需要三組電源供電，耗電量較大；CMOS傳感器只需使用一個(gè)電源，耗電量非常小，僅為CCD電荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光電傳感器在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢(shì)。

成像質(zhì)量。CCD傳感器制作技術(shù)起步較早，技術(shù)相對(duì)成熟，采用PN結(jié)合二氧化硅隔離層隔離噪聲，成像質(zhì)量相對(duì)CMOS傳感器有一定優(yōu)勢(shì)。由于CMOS傳感器集成度高，光電傳感元件與電路之間距離很近，相互之間的光、電、磁干擾較為嚴(yán)重，噪聲對(duì)圖象質(zhì)量影響很大。

在相同分辨率下，CMOS價(jià)格比CCD便宜，但是CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比CCD來(lái)說要低一些。到目前為止，市面上絕大多數(shù)的消費(fèi)級(jí)別以及高端數(shù)碼相機(jī)都使用CCD作為感應(yīng)器；CMOS感應(yīng)器則作為低端產(chǎn)品應(yīng)用于一些攝像頭上。是否具有CCD感應(yīng)器一度成為人們判斷數(shù)碼相機(jī)檔次的標(biāo)準(zhǔn)之一。而由于 CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少，所以很多手機(jī)生產(chǎn)廠商采用的都是CMOS鏡頭?，F(xiàn)在，市面上大多數(shù)手機(jī)都采用的是CMOS攝像頭，少數(shù)也采用了CCD攝像頭。

連拍原理

連拍功能（continuous shooting）是通過節(jié)約數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間來(lái)捕捉攝影時(shí)機(jī)。連拍模式通過將數(shù)據(jù)裝入數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器（高速緩存），而不是向存儲(chǔ)卡傳輸數(shù)據(jù)，可以在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)拍攝多張照片。由于數(shù)碼相機(jī)拍攝要經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換及媒體記錄等過程，其中無(wú)論轉(zhuǎn)換還是記錄都需要花費(fèi)時(shí)間，特別是記錄花費(fèi)時(shí)間較多。因此，所有數(shù)碼相機(jī)的連拍速度都不很快。

連拍一般以幀為計(jì)算單位，好像電影膠卷一樣，每一幀代表一個(gè)畫面，每秒能捕捉的幀數(shù)越多，連拍功能越快。目前，數(shù)碼相機(jī)中最快的連拍速度為7幀/秒，而且連拍3秒鐘后必須再過幾秒才能繼續(xù)拍攝。當(dāng)然，連拍速度對(duì)于攝影記者和體育攝影受好者是必須注意的指標(biāo)，而普通攝影場(chǎng)合可以不必考慮。一般情況下，連拍捕捉的照片，分辨率和質(zhì)量都會(huì)有所減少。有些數(shù)碼相機(jī)在連拍功能上可以選擇，拍攝分辨率較小的照片，連拍速度可以加快，反之，分辨率大的照片的連拍速度會(huì)相對(duì)減緩。

通過連續(xù)快拍模式，只須輕按按鈕，即可連續(xù)拍攝，將連續(xù)動(dòng)作生動(dòng)地記錄下來(lái)。

光學(xué)變焦和數(shù)碼變焦原理

光學(xué)變焦（Optical Zoom）是通過鏡頭、物體和焦點(diǎn)三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當(dāng)成像面在水平方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，如下圖，視覺和焦距就會(huì)發(fā)生變化，更遠(yuǎn)的景物變得更清晰，讓人感覺像物體遞進(jìn)的感覺。

顯而易見，要改變視角必然有兩種辦法，一種是改變鏡頭的焦距。用攝影的話來(lái)說，這就是光學(xué)變焦。通過改變變焦鏡頭中的各鏡片的相對(duì)位置來(lái)改變鏡頭的焦距。另一種就是改變成像面的大小，即成像面的對(duì)角線長(zhǎng)短在目前的數(shù)碼攝影中，這就叫做數(shù)碼變焦。實(shí)際上數(shù)碼變焦并沒有改變鏡頭的焦距，只是通過改變成像面對(duì)角線的角度來(lái)改變視角，從而產(chǎn)生了“相當(dāng)于”鏡頭焦距變化的效果。

所以我們看到，一些鏡頭越長(zhǎng)的數(shù)碼相機(jī)，內(nèi)部的鏡片和感光器移動(dòng)空間更大，所以變焦倍數(shù)也更大。我們看到市面上的一些超薄型數(shù)碼相機(jī)，一般沒有光學(xué)變焦功能，因?yàn)槠錂C(jī)身內(nèi)根部不允許感光器件的移動(dòng)，而像索尼F828、富士S7000這些“長(zhǎng)鏡頭”的數(shù)碼相機(jī)，光學(xué)變焦功能達(dá)到5、6倍。

數(shù)碼變焦（Digital Zoom）也稱為數(shù)字變焦，數(shù)碼變焦是通過數(shù)碼相機(jī)內(nèi)的處理器，把圖片內(nèi)的每個(gè)象素面積增大，從而達(dá)到放大目的。這種手法如同用圖像處理軟件把圖片的面積改大，不過程序在數(shù)碼相機(jī)內(nèi)進(jìn)行，把原來(lái)影像感應(yīng)器上的一部份像素使用“插值”處理手段做放大，將影像感應(yīng)器上的像素用插值算法將畫面放大到整個(gè)畫面。

與光學(xué)變焦不同，數(shù)碼變焦是在感光器件垂直方向向上的變化，而給人以變焦效果的。在感光器件上的面積越小，那么視覺上就會(huì)讓用戶只看見景物的局部。但是由于焦距沒有變化，所以，圖像質(zhì)量是相對(duì)于正常情況下較差。

通過數(shù)碼變焦，拍攝的景物放大了，但它的清晰度會(huì)有一定程度的下降，所以數(shù)碼變焦并沒有太大的實(shí)際意義。因?yàn)樘蟮臄?shù)碼變焦會(huì)使圖像嚴(yán)重受損，有時(shí)候甚至因?yàn)榉糯蟊稊?shù)太高，而分不清所拍攝的畫面。

手機(jī)拍攝4個(gè)小技巧？

拍攝手機(jī)的像素一般不高。但只要用點(diǎn)心思，還是可以用手機(jī)拍出好照片的。

法則一用“三等分法”構(gòu)圖。在實(shí)際攝影構(gòu)圖中將主體景物與中心稍錯(cuò)開，并注意主體與其它物體之間的呼應(yīng)。這樣拍攝的照片主體景物鮮明、突出，不會(huì)模糊不清。

法則二側(cè)光最能突出質(zhì)感。一般情況下，從側(cè)面射入的光線能更好地突出物體的質(zhì)感，因此要盡量利用側(cè)面光。逆光或者側(cè)逆光時(shí)，可以考慮用物品進(jìn)行遮擋，實(shí)在不行就用手在攝像頭旁遮一下，緩解逆光的影響。在強(qiáng)光下拍攝也需要注意，千萬(wàn)不要用手機(jī)鏡頭對(duì)著強(qiáng)光拍攝。

法則三按鍵后不宜馬上轉(zhuǎn)動(dòng)手機(jī)。手機(jī)拍照延遲現(xiàn)象一般比較明顯，若使用外置攝像頭的手機(jī)拍照，這種延遲現(xiàn)象會(huì)更明顯。如果在按下快門的一瞬間手抖動(dòng)了，拍出的照片會(huì)發(fā)虛或者模糊不清。所以，切記不要按下拍攝鍵后馬上轉(zhuǎn)動(dòng)相機(jī)。

法則四盡量不用數(shù)碼變焦拍攝。如果用數(shù)碼變焦來(lái)拍照，會(huì)減弱圖像的清晰度，效果還不如不用數(shù)碼變焦拍攝的好。例如，一張使用數(shù)碼變焦拍攝、分辨率為640×480的照片，實(shí)際分辨率可能只有320×240，在計(jì)算機(jī)上看時(shí)，圖像不是變小就是變得模糊。

手機(jī)攝像頭參數(shù)配置時(shí)的問題

1。很多時(shí)候其實(shí)是鬼影，畫面顏色亂得鬼畫圖書一樣（但顏色顯示不正常、并帶有較大的色塊光斑等等現(xiàn)象），不專業(yè)的同志往往把這也叫花屏。這個(gè)原因主要是數(shù)據(jù)線上的信號(hào)不對(duì)，比如D[5]跟GND短路，或者斷開。越是高位的信號(hào)線出問題，鬼影現(xiàn)象將越嚴(yán)重，低位信號(hào)（如D[1]、D[0]）則對(duì)畫面影響不大，所以，在十位輸出格式中，往往為了兼容8 位的IO口，把低兩位去掉，只要高8位。如何理解高位信號(hào)線的重要性？大家知道8位信號(hào)可以表示256個(gè)不同的級(jí)別，比如亮度值Y的高低級(jí)別、或者色度值 U/V的強(qiáng)度級(jí)別。假如D[7:0]=10000000代表的是128亮度值，那么顯示出來(lái)就是灰色，但是如果D[7]斷開、或者短路，那么CPU得到的值將是00000000，顯示出黑色，差別就大咯。同樣對(duì)于色度信號(hào)，也將出現(xiàn)顏色錯(cuò)誤。所以出現(xiàn)這種情況，先查查信號(hào)通路（一般是Connector連接不良居多、然后是Sensor焊接綁定不良次之），然后再看驅(qū)動(dòng)程序是否有弄錯(cuò)

2。圖像反色，在RGB顏色系統(tǒng)中就是紅綠藍(lán)三個(gè)顏色的錯(cuò)亂，在YUV系統(tǒng)中就是亮度信號(hào)跟色度信號(hào)的錯(cuò)亂，當(dāng)然也有兩個(gè)色度信號(hào)之間錯(cuò)亂的。舉例說明，一個(gè)YUV422格式的Camera，其輸出的有效Pixel一般是

Y0＋U0)、(Y1＋V0)、(Y2＋u1)、(Y3＋V1)....，如果因?yàn)镃amera的輸出時(shí)序錯(cuò)位(比如 Camera輸出的是(U0＋Y0)、(V0＋Y1)....)，而CPU還傻不拉幾地認(rèn)為是前面一種標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序，那么就出現(xiàn)每個(gè)象素點(diǎn)的亮度信號(hào)跟色度信號(hào)反了，對(duì)于構(gòu)建畫面清晰最為重要的亮度信號(hào)Y被拉去作為U（或叫藍(lán)色偏量Cb），那么就會(huì)出現(xiàn)高亮度的地方呈現(xiàn)綠色，低亮度的區(qū)域呈現(xiàn)紅色，而且畫面整體亮度也大大偏低。其他情況大體相似，可以類推之。不過出現(xiàn)畫面反色一般都表現(xiàn)為畫面大紅大綠的情況。對(duì)這種情況，一般先看看送給Sensor的參數(shù)中有沒有設(shè)錯(cuò)相關(guān)寄存器的值，或者檢查CPU這邊驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)置是否跟送出來(lái)的數(shù)據(jù)格式一致。

3。畫面條紋，而且一般都是彩色的橫條紋。這種彩色的條紋是固定在某些行，或者不斷閃現(xiàn)在不同的行。從單個(gè)行數(shù)據(jù)來(lái)看，出錯(cuò)的原因跟上面第2條一樣，都是由數(shù)據(jù)錯(cuò)位引起。這次拿RGB Raw數(shù)據(jù)格式來(lái)說，RGB Raw輸出一般是第一行/第二行：RGRG.../GBGB...,如果第一行的數(shù)據(jù)R沒有被采樣到，那么CPU采集到的數(shù)據(jù)實(shí)際上就是GRGR.... 0/GBGB....(假設(shè)此CPU對(duì)一行數(shù)據(jù)中不足的位用0補(bǔ)齊)，但是它又按照前面那個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)排列來(lái)進(jìn)行顏色插補(bǔ)的工作（對(duì)顏色插補(bǔ)不明白的等以后有時(shí)間再討論），如果照偏綠色的背景（R的分量很小，G的分量很大），但是由于采樣錯(cuò)位，CPU把較大分量G的值當(dāng)成是第一個(gè)象素R的值，本來(lái)弱小的R 分量就這樣莫名其妙的被大大地提升了，所以顯示保存圖片的時(shí)候這一行將整體的偏紅色，了解顏色插補(bǔ)的同志應(yīng)該還會(huì)想到，即使第二行沒有錯(cuò)位，也會(huì)受到一定的影響，呈現(xiàn)出偏紅的跡象。對(duì)于這樣的問題，不像第2那樣是整個(gè)畫面出現(xiàn)錯(cuò)位，而只是某些行數(shù)據(jù)出現(xiàn)，這一般是由元器件制造時(shí)的差別引起的，Sensor 生產(chǎn)商不能保證每個(gè)Sensor的性能都一樣，也不能保證每行的數(shù)據(jù)時(shí)序都分毫不差。當(dāng)然也跟信號(hào)受到外部的影響有關(guān)，比如行同步信號(hào)HREF受到外部影響，上升沿長(zhǎng)，將可能引起第一個(gè)PCLK丟失。再假如PCLK信號(hào)如果受到干擾、或者驅(qū)動(dòng)能力不夠，也有可能導(dǎo)致某些象素的丟失，從而一行數(shù)據(jù)的排列都會(huì)錯(cuò)位，出現(xiàn)畫面的條紋現(xiàn)象。所以在設(shè)計(jì)硬件或者調(diào)試驅(qū)動(dòng)程序的時(shí)候，良好的信號(hào)同步策略，以及設(shè)置更好的信號(hào)容差范圍將是系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性的基礎(chǔ)

4。畫面噪點(diǎn)，畫面過多的噪點(diǎn)也往往會(huì)被說成是畫面花屏，可能從直觀理解，噪點(diǎn)這種“花屏”才真叫花，照出來(lái)滿臉的麻子，而且是花花綠綠，姹紫嫣紅啊。噪點(diǎn)我放到最后才講是因?yàn)檫@個(gè)問題嘛，現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越不是問題了。隨著CMOS技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)ISP的集成，Sensor中降噪的能力越來(lái)越強(qiáng)，除了低照度（幾個(gè)LUX）下的噪點(diǎn)還很難消除外，其它時(shí)候已經(jīng)可以通過顏色矯正、自動(dòng)增益調(diào)節(jié)、自動(dòng)Gmma、黑白點(diǎn)矯正等ISP功能基本消除掉。如果是用RGB Raw數(shù)據(jù)格式的兄弟可是要費(fèi)一番功夫了，調(diào)試驅(qū)動(dòng)的時(shí)候要充分利用CPU集成的一些ISP功能，消除掉那些紅鬼藍(lán)鬼。畫面噪點(diǎn)主要跟Sensor的設(shè)計(jì)制造技術(shù)有關(guān)，我們往往也只能望而興嘆，但是如果Boss比較大方、應(yīng)用于高端機(jī)型的，還是得買貴的Sensor啊，現(xiàn)在這個(gè)市場(chǎng)啊，已經(jīng)擠得水泄不通了，價(jià)格也不會(huì)不靠譜，基本上是一分錢一分貨了。

再轉(zhuǎn)載一個(gè)網(wǎng)友的觀點(diǎn)：

本人從事cellphone以及PC camera 的應(yīng)用工作，我來(lái)談?wù)勎业囊恍┛捶?，不足的地方?qǐng)補(bǔ)充！

主要是CMOS IMAGE SENSOR的應(yīng)用，先說說整個(gè)模塊！

構(gòu)成:

整個(gè)系統(tǒng)由三部分構(gòu)成:圖像采集模塊、圖像處理模塊和圖像傳輸模塊。

1圖像采集模塊：

圖像的采集過程是把光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；首先，光通過鏡頭進(jìn)入sensor，有sensor里的photodiode轉(zhuǎn)化為電壓電流，然后經(jīng)過AMP放大，再有ADC轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；

2圖像處理模塊 ：

該過程主要對(duì)sensor出來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，稱ISP，image signal process

主要包括：lens shading ; Gamma correction;color interpolation;contrast;saturation;AE;AWB;color correction;bad pixel correction等下面主要談?wù)凙E（自動(dòng)曝光）與AWB（自動(dòng)白平衡）

運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤、目標(biāo)的識(shí)別與提取等基于圖像內(nèi)容的處理,對(duì)圖像質(zhì)量要求較高。影響成像質(zhì)量的兩個(gè)重要因素為曝光和白平衡:人眼對(duì)外部環(huán)境的明暗變化非常敏感,在強(qiáng)光環(huán)境下,瞳孔縮小,使得景物不那么刺眼;而光線較弱時(shí),瞳孔擴(kuò)大,使景物盡可能地變清楚。這在成像中,稱為曝光。當(dāng)外界光線較弱時(shí), CMOS成像芯片工作電流較小,所成圖像偏暗,這時(shí)要適當(dāng)增加曝光時(shí)間進(jìn)行背光補(bǔ)償;光線充足或較強(qiáng)時(shí),要適當(dāng)減少曝光時(shí)間,防止曝光過度,圖像發(fā)白。改善成像質(zhì)量,僅靠調(diào)節(jié)曝光時(shí)間是不夠的。因?yàn)槲矬w顏色會(huì)隨照射光線的顏色發(fā)生改變,在不同的光線場(chǎng)合圖像有不同的色溫。這就是白平衡問題。傳統(tǒng)光學(xué)相機(jī)或攝像機(jī)通過給鏡頭加濾鏡消除圖像的偏色現(xiàn)象。對(duì)于CMOS成像芯片,可以通過調(diào)整RGB三基色的電子增益解決白平衡問題。

本系統(tǒng)的自動(dòng)曝光控制和白平衡處理實(shí)現(xiàn)方法如下:

采集一幀RGB原始圖像,先計(jì)算出整幅圖像亮度的均值m(Y);然后對(duì)圖像做直方圖均衡化,再計(jì)算出此時(shí)圖像的亮度均值并作為一個(gè)閾值Yt。將m (Y)與Yt進(jìn)行比較,如果m(Y) < Yt,則調(diào)大sensor的INT(Integration Time)寄存器的值以增加曝光時(shí)間;反之,減小曝光時(shí)間。白平衡的調(diào)節(jié)與此相似,根據(jù)原始圖像與均衡化后的Cr和Cb的均值,通過sensor的RCG (Red Color Gain)、BCG(Blue Color Gain)調(diào)節(jié)紅色、藍(lán)色通道的增益。YCrCb和RGB的轉(zhuǎn)換關(guān)系式為:

Y=0.59G+0.31R+0.11B

Cr=0.713×(R-Y)

Cb=0.564×(B-Y)

其中,Y是亮度分量,Cr和Cb則是色差分量。

sensor的曝光時(shí)間范圍為0～(224-1)個(gè)像素時(shí)鐘周期,即0～http://www.ahfyzs.com/mailto:1.34s@12.5MHz;增益范圍一般為30～63。試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過5～10次的迭代就能取得較為理想的效果。

手機(jī)攝像頭的分類,技術(shù)指標(biāo)及工作原理

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1 手機(jī)攝像頭概述

1.1 手機(jī)攝像頭概述

手機(jī)的數(shù)碼相機(jī)功能指的是手機(jī)是否可以通過內(nèi)置或是外接的數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍攝靜態(tài)圖片或短片拍攝，作為手機(jī)的一項(xiàng)新的附加功能，手機(jī)的數(shù)碼相機(jī)功能得到了迅速的發(fā)展。

手機(jī)攝像頭分為內(nèi)置與外置，內(nèi)置攝像頭是指攝像頭在手機(jī)內(nèi)部，更方便。外置手機(jī)通過數(shù)據(jù)線或者手機(jī)下部接口與數(shù)碼相機(jī)相連，來(lái)完成數(shù)碼相機(jī)的一切拍攝功能。

外置數(shù)碼相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于可以減輕手機(jī)的重量，而且外置數(shù)碼相機(jī)重量輕，攜帶方便，使用方法簡(jiǎn)單。

處于發(fā)展階段的手機(jī)的數(shù)碼相機(jī)的性能應(yīng)該也處于初級(jí)階段，帶有光學(xué)變焦的手機(jī)目前國(guó)內(nèi)銷售的還沒有這個(gè)功能，不過相信隨著手機(jī)數(shù)碼相機(jī)功能的發(fā)展，帶有光學(xué)變焦的手機(jī)也會(huì)逐漸上市，但大部分都擁有數(shù)碼變焦功能。

除此之外，目前手機(jī)的數(shù)碼相機(jī)功能主要包括拍攝靜態(tài)圖像，連拍功能，短片拍攝，鏡頭可旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)白平衡，內(nèi)置閃光燈等等。手機(jī)的拍攝功能是與其屏幕材質(zhì)、屏幕的分辨率、攝像頭像素、攝像頭材質(zhì)有直接關(guān)系。

1.2 Camera分類

Camera一般分為Digital camera 數(shù)字式與Digital Still Cameras模擬式。

1.2.1 Digital camera 數(shù)字式

數(shù)字?jǐn)z像頭是直接將攝像單元和視頻捕捉單元集成在一起，然后通過串、并口或者USB接口連接到HOST SYSTEM上?，F(xiàn)在CAMERA市場(chǎng)上的攝像頭基本以數(shù)字?jǐn)z像頭為主，而數(shù)字?jǐn)z像頭中又以使用新型數(shù)據(jù)傳輸接口的USB數(shù)字?jǐn)z像頭為主（獨(dú)立），在手機(jī)上主要是直接通過IO (BTB,USB,MINI USB…)與HOST SYSTEM連接，經(jīng)過HOST SYSTEM的編輯后以數(shù)字信號(hào)輸出到DISPLAY上顯示。目前CAMERA市場(chǎng)上主流的CAMERA全DIGITAL

CAMERA。

1.2.2 Simulant camera 模擬式

模擬攝像頭是將視頻采集設(shè)備產(chǎn)生的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而將其儲(chǔ)存到SYSTEM MEMORY里。模擬攝像頭捕捉到的視頻信號(hào)必須經(jīng)過特定的視頻捕捉卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式，并加以壓縮后才可以轉(zhuǎn)換到HOST SYSTEM上運(yùn)用，經(jīng)HOST SYSTEM的編輯，通過DISPLAY顯示和輸出。

1.3 Camera結(jié)構(gòu)

1.3.1 CCD結(jié)構(gòu)

分三層：LENS、分色濾色片、感光層

第1層LENS：CAMERA的成像關(guān)鍵在于SENSOR，為了擴(kuò)大CCD的采光率必須擴(kuò)大單一象素的受光面積，在提高采光率的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致畫面質(zhì)量下降。LENS就是相當(dāng)于在SENSOR前面增加一副眼鏡，SENSOR的采光率就不是由SENSOR的開口面積決定而是由LENS的表面積決定。

第2層分色濾色片：

目前分色濾色片有兩種分色方法：RGB原色分色法，就是三原色分色法，幾乎所有的人類眼睛可以識(shí)別的顏色都可以通過R.G.B來(lái)組成，RGB就是通過這三個(gè)通道的顏色調(diào)節(jié)而成。

CMYK補(bǔ)色分色法，由四個(gè)通道的顏色配合而成，分別是青（C）、洋紅（M）、黃（Y）、黑（K），但是調(diào)節(jié)出來(lái)的顏色不如RGB的顏色多。

第3層感光層SENSOR

CCD的第三層是SENSOR，SENSOR主要是將穿過濾色層的光源轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，并將信號(hào)傳送到影像處理芯片（DSP），將影像還原。

1.3.2 LENS（鏡頭）

一般CAMERA的鏡頭結(jié)構(gòu)是有幾片透鏡組成，分有塑膠透鏡（PLASTIC)和玻璃透鏡(GLASS)，通常CAMERA用的鏡頭結(jié)構(gòu)有：1P,2P,1G1P,1G3P,2G2P,4G等。透鏡越多，成本越高；玻璃透鏡比塑膠透鏡貴，但是玻璃透鏡的成像效果比塑膠透鏡的成像效果要好。目前市場(chǎng)上針對(duì)MOBILE PHONE配置的CAMERA以1G3P（1片玻璃透鏡和3片塑膠透鏡組成）為主，目的是降低成本。

1.3.3 SENSOR（圖象傳感器）

圖像傳感器（SENSOR）是一種半導(dǎo)體芯片，其表面包含有幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)的光電二極管。光電二極管受到光照射時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電荷。目前的SENSOR類型有兩種：CCD（Charge Couple Device)電荷耦合器件，CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體

1.3.4 A/D轉(zhuǎn)換器

A/D轉(zhuǎn)換器即ADC(Analog Digital Converter 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)ADC的兩個(gè)重要指標(biāo)是轉(zhuǎn)換速度和量化精度，由于CAMERA SYSTEM中高分辨率圖象的象素量龐大，因此對(duì)速度轉(zhuǎn)換器的要求很高。同時(shí)量化精度對(duì)應(yīng)的ADC轉(zhuǎn)換器將每一個(gè)象素的亮度和色彩值量化為若

干的等級(jí)，這個(gè)等級(jí)就是CAMERA的色彩深度。由于CMOS已經(jīng)具備數(shù)字化傳輸接口，所以不需要A/D4.0 數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運(yùn)算，對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，并把處理后的信號(hào)通過USB等接口傳到PC等設(shè)備。

1.3.5 DSP結(jié)構(gòu)框架

1. ISP（image signal processor）（鏡像信號(hào)處理器）

2. JPEG encoder（JPEG圖像解碼器）

3. USB device controller（USB設(shè)備控制器）

1.4 Camera技術(shù)指標(biāo)

1.4.1 圖像壓縮方式JPEG

(joint photographic expert group)靜態(tài)圖像壓縮方式。一種有損圖像的壓縮方式。壓縮比越大，圖像質(zhì)量也就越差。當(dāng)圖像精度要求不高存儲(chǔ)空間有限時(shí)，可以選擇這種格式。目前大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)都使用JPEG格式。

1.4.2 圖像噪音

指的是圖像中的雜點(diǎn)干擾，表現(xiàn)為圖像中有固定的彩色雜點(diǎn)。

1.4.3 視角

與人的眼睛成像是相似原理，簡(jiǎn)單說就是成像范圍。

1.4.4 白平衡處理技術(shù)(AWB)

要求在不同色溫環(huán)境下，照白色的物體，屏幕中的圖像應(yīng)也是白色的。色溫表示光譜成份，光的顏色。色溫低表示長(zhǎng)波光成分多。當(dāng)色溫改變時(shí)，光源中三基色（紅、綠、藍(lán)）的比例會(huì)發(fā)生變化，需要調(diào)節(jié)三基色的比例來(lái)達(dá)到彩色的平衡，這就是白平衡調(diào)節(jié)的實(shí)際。

圖象傳感器的圖象數(shù)據(jù)被讀取后，系統(tǒng)將對(duì)其進(jìn)行針對(duì)鏡頭的邊緣畸變的運(yùn)算修正，然后經(jīng)過壞像處理后被系統(tǒng)送進(jìn)去進(jìn)行白平衡處理（在不同的環(huán)境光照下，人類的眼睛可以把一些“白”色的物體都看成白色，是因?yàn)槿搜圻M(jìn)行了修正。但是SENSOR沒有這種功能，因此需要對(duì)SENSOR輸出的信號(hào)進(jìn)行一定的修正，這就是白平衡處理技術(shù)）。

1.4.5 電源

好的攝像頭內(nèi)部電源也是保證攝像頭穩(wěn)定工作的一個(gè)因素。

1.4.6 彩色深度（色彩位數(shù)）

反映對(duì)色彩的識(shí)別能力和成像的色彩表現(xiàn)能力，就是用多少位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)記錄三種原色。實(shí)際就是A/D轉(zhuǎn)換器的量化精度，是指將信號(hào)分成多少個(gè)等級(jí)，常用色彩位數(shù)（bit）表示。彩色深度越高，獲得的影像色彩就越艷麗動(dòng)人。非專業(yè)的SENSOR一般是24位；專業(yè)型SENSOR至少是36位。24位的SENSOR，感光單元能記錄的光亮度值最多有2^8=256級(jí)，每一種原色用一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)記錄，最多記錄的色彩是256×256×256約16，77萬(wàn)種。

36位的SENSOR，感光單元能記錄的光亮度值最多有2^12=4096級(jí)，每一種原色用一個(gè)12位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)記錄，最多記錄的色彩是4096×4096×4096約68.7億種。

1.4.7 輸出/輸入接口(IO)

串行接口（RS232/422）:傳輸速率慢，為115kbit/s。

并行接口（PP）：速率可以達(dá)到1Mbit/s。

紅外接口（IrDA）：速率也是115kbit/s，一般筆記本電腦有此接口。

通用串行總線USB：即插即用的接口標(biāo)準(zhǔn)，支持熱插拔。USB1.1速率可12Mbit/s,USB2.0可達(dá)480bit/s。

IEEE1394(火線)接口(亦稱ilink):其傳輸速率可達(dá)100M~400Mbit/s。

1.4.8 圖像格式(image Format/ Color space)

RGB24,I420是目前最常用的兩種圖像格式。RGB24：表示R、G、B三種顏色各8bit，最多可表現(xiàn)色。

I420：YUV格式之一。

其它格式有: RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。

1.4.9 分辨率（Resolution）

所謂分辨率就是指畫面的解析度，由多少象素構(gòu)成的數(shù)值越大，圖像也就越清晰。分辨率不僅與顯示尺寸有關(guān)，還會(huì)受到顯像管點(diǎn)距、視頻帶寬等因素的影響。我們通常所看到的分辨率都以乘法形式表現(xiàn)的，比如1024*768，其中的1024表示屏幕上水平方向顯示的點(diǎn)數(shù)，768表示垂直方向的點(diǎn)數(shù)。

SXGA（1280 x1024）又稱130萬(wàn)像素

XGA（1024 x768）又稱80萬(wàn)像素

SVGA（800 x600）又稱50萬(wàn)像素

VGA（640x480）又稱30萬(wàn)像素（35萬(wàn)是指648X488）

CIF(352x288) 又稱10萬(wàn)像素

SIF/QVGA(320x240)

QCIF(176x144)

QSIF/QQVGA(160x120)

1.5 Camera工作原理

景物(SCE)通過鏡頭（LENS）生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器(Sensor)

表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)過A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，再送到數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）中加工處理，再通過IO接口傳輸?shù)紺PU中處理，通過DISPLAY就可以看到圖像了。

1.6 Camera常用術(shù)語(yǔ)解釋

1.6.1 像素

數(shù)碼相機(jī)的像素?cái)?shù)包括有效像素（Effective Pixels）和最大像素（Maximum Pixels）。與最大像素不同的是有效像素?cái)?shù)是指真正參與感光成像的像素值，而最高像素的數(shù)值是感光器件的真實(shí)像素，這個(gè)數(shù)據(jù)通常包含了感光器件的非成像部分，而有效像素是在鏡頭變焦倍率下所換算出來(lái)的值。

對(duì)于手機(jī)的數(shù)碼相機(jī)像素，目前只能處于初級(jí)發(fā)展階段，像素?cái)?shù)并不很高，大都在30萬(wàn)-- 200萬(wàn)像素之間。數(shù)碼相機(jī)的像素?cái)?shù)越大，所拍攝的靜態(tài)圖像的分辨率也越大，相應(yīng)的一張圖片所占用的空間也會(huì)增大。

1.6.2 有效像素

有效像素?cái)?shù)英文名稱為Effective Pixels。與最大像素不同，有效像素?cái)?shù)是指真正參與感光成像的像素值。最高像素的數(shù)值是感光器件的真實(shí)像素，這個(gè)數(shù)據(jù)通常包含了感光器件的非成像部分，而有效像素是在鏡頭變焦倍率下所換算出來(lái)的值。

數(shù)碼圖片的儲(chǔ)存方式一般以像素（Pixel）為單位，每個(gè)象素是數(shù)碼圖片里面積最小的單位。像素越大，圖片的面積越大。要增加一個(gè)圖片的面積大小，如果沒有更多的光進(jìn)入感光器件，唯一的辦法就是把像素的面積增大，這樣一來(lái)，可能會(huì)影響圖片的銳力度和清晰度。所以，在像素面積不變的情況下，數(shù)碼相機(jī)能獲得最大的圖片像素，即為有效像素。

1.6.3 最大像素

最大像素英文名稱為Maximum Pixels，所謂的最大像素是經(jīng)過插值運(yùn)算后獲得的。插值運(yùn)算通過設(shè)在數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部的DSP芯片，在需要放大圖像時(shí)用最臨近法插值、線性插值等運(yùn)算方法，在圖像內(nèi)添加圖像放大后所需要增加的像素。插值運(yùn)算后獲得的圖像質(zhì)量不能夠與真正感光成像的圖像相比。以最大像素拍攝的圖片清晰度比不上以有效像素拍攝的。

1.6.4 傳感器

作為手機(jī)新型的拍攝功能，內(nèi)置的數(shù)碼相機(jī)功能與我們平時(shí)所見到的低端的（30萬(wàn)--200萬(wàn)像素）數(shù)碼相機(jī)相同。與傳統(tǒng)相機(jī)相比，傳統(tǒng)相機(jī)使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，而數(shù)碼相機(jī)的“膠卷”就是其成像感光器件，而且是與相機(jī)一體的，是數(shù)碼相機(jī)的心臟。感光器是數(shù)碼相機(jī)的核心，也是最關(guān)鍵的技術(shù)。目前手機(jī)數(shù)碼相機(jī)的核心成像部件有兩種：一種是廣泛使用的CCD（電荷藕合）元件；另一種是CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體）器件。

1.6.5 CCD

電荷藕合器件圖像傳感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲(chǔ)器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段，根據(jù)需要和想像來(lái)修改圖像。

CCD由許多感光單位組成，通常以百萬(wàn)像素為單位。當(dāng)CCD表面受到光線照射時(shí)，每個(gè)感光單位會(huì)將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號(hào)加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。CCD和傳統(tǒng)底片相比，CCD更接近于人眼對(duì)視覺的工作方式。只不過，人眼的視網(wǎng)膜是由負(fù)責(zé)光強(qiáng)度感應(yīng)的桿細(xì)胞和色彩感應(yīng)的錐細(xì)胞，分工合作組成視覺感應(yīng)。

CCD經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)35年的發(fā)展，大致的形狀和運(yùn)作方式都已經(jīng)定型。CCD的組成主要是由一個(gè)類似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組成。目前有能力生產(chǎn)CCD的公司分別為：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本廠商。

1.6.6 CMOS

互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD一樣同為在數(shù)碼相機(jī)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在CMOS上共存著帶N（帶–電）和P（帶+電）級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。然而，CMOS的缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn),這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使CMOS在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過于頻繁而會(huì)產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。

1.6.7 CCM

CCM其實(shí)就是CMOS鏡頭，只是CCM的畫質(zhì)比CMOS高一點(diǎn)，拍照時(shí)感應(yīng)速度也較快，但以照片品質(zhì)來(lái)說還是遜色于CCD鏡頭，在實(shí)際拍攝中也可以感覺出來(lái)，取景速度非?？?，就算迅速移動(dòng)手機(jī)攝像頭時(shí)，屏幕都可以迅速顯示所捕抓的畫面，過程非常流暢，幾乎沒有什么延遲。

1.6.8 CCD與CMOS的不同

由兩種感光器件的工作原理可以看出，CCD的優(yōu)勢(shì)在于成像質(zhì)量好，但是由于制造工藝復(fù)雜，只有少數(shù)的廠商能夠掌握，所以導(dǎo)致制造成本居高不下，特別是大型CCD，價(jià)格非常高昂。

在相同分辨率下，CMOS價(jià)格比CCD便宜，但是CMOS器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比CCD來(lái)說要低一些。到目前為止，市面上絕大多數(shù)的消費(fèi)級(jí)別以及高端數(shù)碼相機(jī)都使用CCD作為感應(yīng)器；

CMOS感應(yīng)器則作為低端產(chǎn)品應(yīng)用于一些攝像頭上，若有哪家攝像頭廠商生產(chǎn)的攝想頭使用CCD感應(yīng)器，廠商一定會(huì)不遺余力地以其作為賣點(diǎn)大肆宣傳，甚至冠以“數(shù)碼相機(jī)”之名。一時(shí)間，是否具有CCD感應(yīng)器變成了人們判斷數(shù)碼相機(jī)檔次的標(biāo)準(zhǔn)之一。

CMOS影像傳感器的優(yōu)點(diǎn)之一是電源消耗量比CCD低，CCD為提供優(yōu)異的影像品質(zhì)，付出代價(jià)即是較高的電源消耗量，為使電荷傳輸順暢，噪聲降低，需由高壓差改善傳輸效果。但CMOS影像傳感器將每一畫素的電荷轉(zhuǎn)換成電壓，讀取前便將其放大，利用3.3V的電源即可驅(qū)動(dòng)，電源消耗量比CCD低。

CMOS影像傳感器的另一優(yōu)點(diǎn)，是與周邊電路的整合性高，可將ADC與訊號(hào)處理器整合在一起，使體積大幅縮小，例如，CMOS影像傳感器只需一組電源，CCD卻需三或四組電源，由于ADC與訊號(hào)處理器的制程與CCD不同，要縮小CCD套件的體積很困難。

但目前CMOS影像傳感器首要解決的問題就是降低噪聲的產(chǎn)生，未來(lái)CMOS影像傳感器是否可以改變長(zhǎng)久以來(lái)被CCD壓抑的宿命，往后技術(shù)的發(fā)展是重要關(guān)鍵。感光器件的發(fā)展CCD是1969年由美國(guó)的貝爾研究室所開發(fā)出來(lái)的。進(jìn)入80年代，CCD影像傳感器雖然有缺陷，由于不斷的研究終于克服了困難，而于80年代后半期制造出高分辨率且高品質(zhì)的CCD。

到了90年代制造出百萬(wàn)像素之高分辨率CCD，此時(shí)CCD的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)，算一算CCD發(fā)展至今也有二十多個(gè)年頭了。進(jìn)入90年代中期后，CCD技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，同時(shí)，CCD的單位面積也越來(lái)越小。但為了在CCD面積減小的同時(shí)提高圖像的成像質(zhì)量，SONY與1989年開發(fā)出了SUPER HAD CCD，這種新的感光器件是在CCD面積減小的情況下，依靠CCD組件內(nèi)部放大器的放大倍率提升成像質(zhì)量。以后相繼出現(xiàn)了NEW STRUCTURE CCD、EXVIEW HAD CCD、四色濾光技術(shù)（專為SONY F828所應(yīng)用）。而富士數(shù)碼相機(jī)則采用了超級(jí)CCD（Super CCD）、Super CCD SR。對(duì)于CMOS來(lái)說，具有便于大規(guī)模生產(chǎn)，且速度快、成本較低，將是數(shù)字相機(jī)關(guān)鍵器件的發(fā)展方向。

目前，在CANON等公司的不斷努力下，新的CMOS器件不斷推陳出新，高動(dòng)態(tài)范圍CMOS器件已經(jīng)出現(xiàn)，這一技術(shù)消除了對(duì)快門、光圈、自動(dòng)增益控制及伽瑪校正的需要，使之接近了CCD的成像質(zhì)量。

另外由于CMOS先天的可塑性，可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本卻不上升多少。相對(duì)于CCD的停滯不前相比CMOS作為新生事物而展示出了蓬勃的活力。作為數(shù)碼相機(jī)的核心部件，CMOS感光器以已經(jīng)有逐漸取代CCD感光器的趨勢(shì)，并有希望在不久的將來(lái)成為主流的感光器。

影像感光器件因素對(duì)于數(shù)碼相機(jī)來(lái)說，影像感光器件成像的因素主要有兩個(gè)方面：一是感光器件的面積；二是感光器件的色彩深度。感光器件面積越大，成像較大，相同條件下，能記錄更多的圖像細(xì)節(jié)，各像素間的干擾也小，成像質(zhì)量越好。但隨著數(shù)碼相機(jī)向時(shí)尚小巧化的方向發(fā)展，感光器件的面積也只能是越來(lái)越小。

除了面積之外，感光器件還有一個(gè)重要指標(biāo)，就是色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)記錄三種原色。非專業(yè)型數(shù)碼相機(jī)的感光器件一般是24位的，高檔點(diǎn)的采樣時(shí)是30位，而記錄時(shí)仍然是24位，專業(yè)型數(shù)碼相機(jī)的成像器件至少是36位的，據(jù)說已經(jīng)有了48位的CCD。

對(duì)于24位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值最多有2^8=256級(jí)，每一種原色用一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示，最多能記錄的色彩是256x256x256約16,77萬(wàn)種。對(duì)于36位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值最多有2^12=4096級(jí)，每一種原色用一個(gè)12位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示，最多能記錄的色彩是4096x4096x4096約68.7億種。舉例來(lái)說，如果某一被攝體，最亮部位的亮度是最暗部位亮度的400倍，用使用24位感光器件的數(shù)碼相機(jī)來(lái)拍攝的話，如果按低光部位曝光，則凡是亮度高于256備的部位，均曝光過度，層次損失，形成亮斑，如果按高光部位來(lái)曝光，則某一亮度以下的部位全部曝光不足，如果用使用了36位感光器件的專業(yè)數(shù)碼相機(jī)，就不會(huì)有這樣的問題。

1.6.9 閃光燈

閃光燈的英文學(xué)名為Flash Light。閃光燈也是加強(qiáng)曝光量的方式之一，尤其在昏暗的地方，打閃光燈有助于讓景物更明亮。使用閃光燈也會(huì)出現(xiàn)弊端，例如在拍人物時(shí)，閃光燈的光線可能會(huì)在眼睛的瞳孔發(fā)生殘留的現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生「紅眼」的情形，因此許多相機(jī)商都將"消除紅眼"這項(xiàng)功能加入設(shè)計(jì)，在閃光燈開啟前先打出微弱光讓瞳孔適應(yīng)，然后再執(zhí)行真正的閃光，避免紅眼發(fā)生。中低檔數(shù)碼相機(jī)一般都具備三種閃光燈模式，即自動(dòng)閃光、消除紅眼與關(guān)閉閃光燈。再高級(jí)一點(diǎn)的產(chǎn)品還提供“強(qiáng)制閃光”，甚至“慢速閃光”功能。

1.6.10 變焦

變焦分兩種，一種是數(shù)字變焦；一種是光學(xué)變焦。作用與手機(jī)上，多數(shù)都采用數(shù)碼變焦。

1.6.11 數(shù)字變焦

數(shù)字變焦也稱為數(shù)碼變焦，英文名稱為Digital Zoom，數(shù)碼變焦是通過數(shù)碼相機(jī)內(nèi)的處理器，把圖片內(nèi)的每個(gè)象素面積增大，從而達(dá)到放大目的。這種手法如同用圖像處理軟件把圖片的面積改大，不過程序在數(shù)碼相機(jī)內(nèi)進(jìn)行，把原來(lái)CCD影像感應(yīng)器上的一部份像素使用"插值"處理手段做放大,將CCD影像感應(yīng)器上的像素用插值算法將畫面放大到整個(gè)畫面。

與光學(xué)變焦不同，數(shù)碼變焦是在感光器件垂直方向向上的變化，而給人以變焦效果的。在感光器件上的面積越小，那么視覺上就會(huì)讓用戶只看見景物的局部。但是由于焦距沒有變化，所以，圖像質(zhì)量是相對(duì)于正常情況下較差。通過數(shù)碼變焦，拍攝的景物放大了，但它的清晰度會(huì)有一定程度的下降，所以數(shù)碼變焦并沒有太大的實(shí)際意義。不過索尼獨(dú)創(chuàng) “智能數(shù)碼變焦”，據(jù)說該先進(jìn)技術(shù)，可以使圖像在數(shù)碼變焦之后仍然保持一定的清晰度。

1.6.12 光學(xué)變焦

光學(xué)變焦英文名稱為Optical Zoom，數(shù)碼相機(jī)依靠光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)變焦。數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)變焦方式與傳統(tǒng)35mm相機(jī)差不多，就是通過鏡片移動(dòng)來(lái)放大與縮小需要拍攝的景物，光學(xué)變焦倍數(shù)越大，能拍攝的景物就越遠(yuǎn)。光學(xué)變焦是通過鏡頭、物體和焦點(diǎn)三方的位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。當(dāng)成像面在水平方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，如下圖，視覺和焦距就會(huì)發(fā)生變化，更遠(yuǎn)的景物變得更清晰，讓人感覺像物體遞進(jìn)的感覺。

顯而易見，要改變視角必然有兩種辦法，一種是改變鏡頭的焦距。用攝影的話來(lái)說，這就是光學(xué)變焦。通過改變變焦鏡頭中的各鏡片的相對(duì)位置來(lái)改變鏡頭的焦距。另一種就是改變成像面的大小，即成像面的對(duì)角線長(zhǎng)短在目前的數(shù)碼攝影中，這就叫做數(shù)碼變焦。

實(shí)際上數(shù)碼變焦并沒有改變鏡頭的焦距，只是通過改變成像面對(duì)角線的角度來(lái)改變視角，從而產(chǎn)生了“相當(dāng)于”鏡頭焦距變化的效果。如今的數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)變焦倍數(shù)大多在2倍－5倍之間，即可把10米以外的物體拉近至5-3米近；也有一些數(shù)碼相機(jī)擁有10倍的光學(xué)變焦效果。

家用攝錄機(jī)的光學(xué)變焦倍數(shù)在10倍~22倍，能比較清楚的拍到70米外的東西。使用增倍鏡能夠增大攝錄機(jī)的光學(xué)變焦倍數(shù)。如果光學(xué)變焦倍數(shù)不夠，我們可以在鏡頭前加一增倍鏡，其計(jì)算方法是這樣的，一個(gè)2倍的增距鏡，套在一個(gè)原來(lái)有4倍光學(xué)變焦的數(shù)碼相機(jī)上，那么這臺(tái)數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)變焦倍數(shù)由原來(lái)的1倍、2倍、3倍、4倍變?yōu)?倍、4倍、6倍和8倍，即以增距鏡的倍數(shù)和光學(xué)變焦倍數(shù)相乘所得。

1.6.13 連拍

連拍功能英文學(xué)名為continuous shooting，是通過節(jié)約數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間來(lái)捕捉攝影時(shí)機(jī)。連拍模式通過將數(shù)據(jù)裝入數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器（高速緩存），而不是向存儲(chǔ)卡傳輸數(shù)據(jù)，可以在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)拍攝多張照片。由于數(shù)碼相機(jī)拍攝要經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，a/d轉(zhuǎn)換及媒體記錄等過程，其中無(wú)論轉(zhuǎn)換還是記錄都需要花費(fèi)時(shí)間，特別是記錄花費(fèi)時(shí)間較多。

因此，所有數(shù)碼相機(jī)的連拍速度都不很快。連拍一般以幀為計(jì)算單位，好像電影膠卷一樣，每一幀代表一個(gè)畫面，每秒能捕捉的幀數(shù)越多，連拍功能越快。

目前，數(shù)碼相機(jī)中最快的連拍速度為7幀/秒，而且連拍3秒鐘后必須再過幾秒才能繼續(xù)拍攝。當(dāng)然，連拍速度對(duì)于攝影記者和體育攝影受好者是必須注意的指標(biāo)，而普通攝影場(chǎng)合可以不必考慮。

一般情況下，連拍捕捉的照片，分辨率和質(zhì)量都會(huì)有所減少。有些數(shù)碼相機(jī)在連拍功能上可以選擇，拍攝分辨率較小的照片，連拍速度可以加快，反之，分辨率 大的照片的連拍速度會(huì)相對(duì)減緩。通過連續(xù)快拍模式，只須輕按按鈕，即可連續(xù)拍攝，將連續(xù)動(dòng)作生動(dòng)地記錄下來(lái)。

1.6.14 自動(dòng)白平衡

白平衡英文名稱為White Balance。物體顏色會(huì)因投射光線顏色產(chǎn)生改變，在不同光線的場(chǎng)合下拍攝出的照片會(huì)有不同的色溫。例如以鎢絲燈(電燈泡)照明的環(huán)境拍出的照片可能偏黃，一般來(lái)說，CCD沒有辦法像人眼一樣會(huì)自動(dòng)修正光線的改變。白平衡就是無(wú)論環(huán)境光線如何，讓數(shù)碼相機(jī)默認(rèn)“白色”，就是讓他能認(rèn)出白色，而平衡其他顏色在有色光線下的色調(diào)。

顏色實(shí)質(zhì)上就是對(duì)光線的解釋，在正常光線下看起來(lái)是白顏色的東西在較暗的光線下看起來(lái)可能就不是白色，還有熒光燈下的"白"也是"非白"。對(duì)于這一切如果能調(diào)整白平衡，則在所得到的照片中就能正確地以"白"為基色來(lái)還原其他顏色?，F(xiàn)在大多數(shù)的商用級(jí)數(shù)碼相機(jī)均提供白平衡調(diào)節(jié)功能。正如前面提到的白平衡與周圍光線密切相關(guān)，因而，啟動(dòng)白平衡功能時(shí)閃光燈的使用就要受到限制，否則環(huán)境光的變化會(huì)使得白平衡失效或干擾正常的白平衡。

1.6.15 視頻拍攝

短片拍攝功能即數(shù)碼相機(jī)具備拍攝視頻文件的功能。有別于DV（數(shù)碼攝像機(jī)），數(shù)碼相機(jī)只可以把視頻文件存放在記憶卡里面，由于記憶體的空間有限，所以視頻文件的質(zhì)量跟大小都比較差。使用移動(dòng)電話所拍攝的視頻，一般是采用128×96與176×144大小兩種分辨率，根據(jù)手機(jī)內(nèi)存而定，相對(duì)來(lái)說支持?jǐn)U展存儲(chǔ)的手機(jī)拍攝視頻時(shí)間也長(zhǎng)。

2手機(jī)攝像頭分析

2.1攝像頭原理簡(jiǎn)析

OmniVision 技術(shù)有限公司是世界上為大批量影像市場(chǎng)提供單芯片攝像機(jī)解決方案的主要供應(yīng)商。其獨(dú)有的 CameraChips TM 技術(shù)，OmniVision集成影像采集和處理功能于單一芯片中，只需一個(gè)鏡頭即可提供一個(gè)完整的影像解決方案。不同于其它多芯片影像傳感器解決方案，OmniVision 的 CameraChips TM 不需要外接處理器即可以輸出高質(zhì)量的靜態(tài)圖片和視頻圖像。從而得到功耗更低、體積更小、外圍功能更強(qiáng)、比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手價(jià)格更低的解決方案。我們的知識(shí)產(chǎn)權(quán)包括提高靈敏度、擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍、提高影像分辨率、顯著減少噪聲的獨(dú)有技術(shù)。減少噪聲進(jìn)一步提高了靈敏度，又?jǐn)U展了OmniVision CameraChips TM 可以應(yīng)用的場(chǎng)合。

SCCB是OmnVision公司開發(fā)的一種雙向三線的同步串行總線，引線接口有使能線SCCB＿E，是串行時(shí)鐘信號(hào)總線SIO＿C，串行數(shù)據(jù)信號(hào)總線SIO＿D。SCCB控制總線功能的實(shí)現(xiàn)完全是依靠SCCE、SIO_C、SIO_D三條總線上電平的狀態(tài)以及三者之間的相互配合實(shí)現(xiàn)的。

控制總線規(guī)定的條件如下：當(dāng)SCCE有高電平變到低電平時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸開始。當(dāng)SCCE有低電平轉(zhuǎn)化為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。為了避免傳送無(wú)用的信息位，分別在傳輸開始之前、傳輸結(jié)束之后將SIO_D設(shè)置為高電平。在數(shù)據(jù)傳輸期間，SCCE始終保持低電平，SIO_D上數(shù)據(jù)的傳輸受SIO_C的控制。當(dāng)SIO_C為低電平時(shí)，SIO_D上數(shù)據(jù)有效，SIO_D為穩(wěn)定數(shù)據(jù)狀態(tài)，SIO_C每出現(xiàn)一正脈沖，將傳送一位數(shù)據(jù)。

SCCB＿E低電平有效，如果將其接地，那么SIO＿C，SIO＿D的工作方式十分類似于I2C總線。與I2C總線一樣，在SCCB總線中主設(shè)備發(fā)送一個(gè)字節(jié)后，從設(shè)備需要將數(shù)據(jù)線SIO＿D拉低作為應(yīng)答信號(hào)(ACK)返回給主設(shè)備，才能表示發(fā)送成功。值得注意的是由于CMOS器件所能承受的灌電流很低，所以接至?xí)r鐘線SIO＿C、數(shù)據(jù)線SIO＿D的上拉電阻阻值應(yīng)在3～5 kΩ之間，并且對(duì)于主設(shè)備發(fā)送參數(shù)完畢后，需立即釋放數(shù)據(jù)線SIO＿D以保證其處于懸空狀態(tài)，即主設(shè)備在送完一個(gè)字節(jié)后立即執(zhí)行一條指令，使數(shù)據(jù)線SIO＿D發(fā)出讀取信號(hào)的操作。