1、数码照相相关知识 一、 照相原理 1、 摄像头模组结构 2、信号流程 光 线 穿过一个光学系统，照射在一 个传感器行列阵上，该传感器阵由几百万个微小图像元素即像素组成。 当光照射到该像素阵列上，穿过一个 色彩滤波器 阵列，确保只有蓝色、红色或绿色光真正到达适当的像素上。在每个像素上生成一个模拟信号，它再经过一个 ADC 被变换成一个数字信号。该信号随后穿过一个被称为 图像管道 (即 I-Pipe)的部件，该部件由一系列使信号看起来像一幅真实照片的电子滤波器构成。 3、 色彩滤波器阵列 Bayer 滤波器 光电二极管对亮度很敏感但对色彩不敏感。通过人工调整使其对特定的色彩敏感，以便这些色彩可以最
2、终能够展现在人眼前。一个色彩滤波器阵列可用来确保每个传感器像素接收到的只是一种颜色的光：典型的是红色、蓝色或绿色。 人眼对绿色的敏感度是对红色和蓝色的两倍。 Bayer 色彩滤波器采用一行蓝色和绿色滤波器与一行红色和绿色滤波器相交替，使得绿色像素是蓝色、红色像素的两倍。 4、 成像系统框图 5、 感光器件 CCD Charge Coupled Device 电荷藕合器件图像传感器 它使用 一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由 相机 内部的闪速 存储 器或内置 硬盘 卡保存，因而可以轻而易举 地把数据传输给计算机，并借助于计算
3、机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。 CCD 由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当 CCD 表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。 CCD 结构 矩阵式 CCD，它的每一个光敏元件代表图象中的一个像素，当快门打开时，整个图象一次同时曝光。通常矩阵式 CCD 用来处理色彩的方法有两种。一种是将彩色滤镜嵌在 CCD矩阵中，相近的像素使用不同颜色的滤镜。典型的有 G-R-G-B 和 C-Y-G-M 两种排列方式。这两种排列方式成像的原理都是一样的。在记录照片的过程中，相机内部的微处理器从每个像素获得信号，将相邻的
4、四个点合成为一个像素点 。 CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor 互补性氧化金属半导体 主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在 CMOS上共存着带 N（带 电） 和 P（带 +电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像 。然而， CMOS 的缺点就是太容易出现杂点 , 这主要是因为早期的设计使 CMOS 在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。 影像感光元件成像的因素 主要有两个方面：一是感光元件的面积；二是感光元件的色彩深度。 感光元件面积越大，成像较大，相同条件下，能记录更多
5、的图像细节，各像素间的干扰也小，成像质量越好。 色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二进制数字来记录三种原色。非专业型数码相机的感光元件一般是 24位的，高档点的采样时是 30 位，而记录时仍然是 24 位，专业型数码相机的成像器件至少是 36位的，据说已经有了 48位的 CCD。对于 24位的器件而言，感光单元能记录的光亮度值最多有 28=256 级，每一种原色用一个 8位的二进制数字来表示，最多能记录的色彩是 256x256x256 约 16,77 万种。 CCD、 CMOS 比较 二、相关术语 1、 色彩 空间 色彩空間 或 色彩模型 (Color Space 或 Color Syst
6、em)是描述使用一组值（通常使用三个、四个值或者 颜色成分 ）表示 颜色 方法的抽象数学模型。 加法模式 减法模式 RGB 色彩模式 R代表红色， G 代表绿色， B代表蓝色。 RGB模式是由红、绿、蓝相叠加形成其他颜色，因此该模式也叫加色模式 RGB各有 256 级亮度，用数字表示为从 0、 1、 2.直到 255， 共 256级。 24位色 的 RGB 色彩总共能组合出约 1678 万种色彩，即 256 x 256 x 256 = 16777216。通常也被简称为 1600 万色或千万色。 灰度色彩模式 所谓灰度色，就是指纯白、纯黑以及两者中的一系列从黑到白的过渡色。 灰度的通常表示方法是
7、百分比，范围从 0%到 100%。 百分比越高颜色越偏黑，百分比越低颜色越偏白。 CMYK色彩模式 青色 Cyan、洋红色 Magenta、黄色 Yellow、黑色 black CMYK模式是一种减色模式，它适合于印刷。当阳光照射到一个物体上时，这个物体 将吸收一部分光线，并将剩下 的光线进行反射。反射的光就是你所看到的物体的颜色。 HSB 色彩模式 把颜色分为色相 （ H） 、饱和度（ S）和明度（ B）。 饱和度 也就是 色彩浓度，饱和度高色彩较艳丽。饱和度低色彩就接近灰色。 明度也称为亮度，亮度高色彩明亮，亮度低色彩暗淡，亮度最高得到纯白，最低得到纯黑。 Lab 色彩模式 CIE L*a*b* 颜色模型 (Lab) 基于人对颜色的感觉。 它是 CIE（国际照明委员会）组织确定的一个理论上包括了人眼可以看见的所有色彩的色彩模式， Lab 模式弥补了 RGB 和CMYK 两种色彩模式的不足。 L表示一个通道的照度 a表示从深绿色（低亮度值）到红色（中亮度值） b表 示从亮蓝色（低亮度值）再到黄色（高亮度值） sRGB 是 惠普 与 微软 一起开发的用于 显示器 、 打印机 以及 因特网 的一种标准 RGB 色彩空间 。 Gamma 校准 系数为 2.2。 YUV 是一种颜色编码方式。
