Grondig begrip van de basiskennis van Camera (1)

1Inleiding
De hardwarelaag van de camera, als de onderste laag van het hele frame, ontvangt de echte licht- en schaduweffecten van de objectieve wereld via de hardware module.zet ze om in digitale signalen die de computer kent.Een uitstekende beeldgegevens, het hele onderdeel is complex en efficiënt.Men kan zeggen dat een uitstekende hardware basis is als de basis voor de hele camera frameEen goede basis maakt het mogelijk om een wolkenkrabber te bouwen.

2. Basis hardware structuur
De camera's van tegenwoordig zijn ingewikkeld, maar als je ze nauwkeurig bestudeert, zul je merken dat de kerncomponenten eigenlijk niets meer zijn dan de lens, de fotoreceptor en de beeldverwerker.De lens wordt gebruikt om licht te focussen, en het lichtgevoelige apparaat wordt gebruikt voor foto-elektrische omzetting. De volgende stap is het verkennen van de wereld van camera systemen met deze drie componenten.

1. Lens
Verplaats de draaitafel van de tijd naar voren en laat ons teruggaan naar onze respectieve basisschooldagen.De taak was om een eenvoudig model te maken van beeldvorming van kleine gaten.Dit eenvoudige model was het meest bekend voor mij, het originele en eenvoudigste beeldsysteem, maar dat is een vraag die ik altijd heb gehad, waarom het beeld zo wazig is.Deze vraag werd pas opgelost nadat ik in contact kwam met een echte camera.Het blijkt dat alles veroorzaakt wordt door licht.

Volgens het principe van beeldvorming met kleine gaten is het ene uiteinde van het kleine gat de lichtbron en het andere uiteinde het beeldvlak.Het licht gaat door het kleine gat en is incident op het vliegtuigOntelbare lichtstralen vallen op dit vlak en vormen een beeld van de lichtbron. , dat wil zeggen, het licht verspreidt zich volgens het divergerende pad.Een bepaalde lichtstraal die uit een bepaald punt van de lichtbron wordt uitgezonden, bereikt een bepaald punt van het beeldvlak na het passeren van het kleine gat.Dit punt ontvangt ook licht van een andere lichtbron.wat op zijn beurt van invloed is op het uiteindelijke beeldend effectDaarom, om dit probleem te verbeteren, werd de lens uitgevonden. In feite, de lens is een convexe lens die we in contact komen met in het dagelijks leven.Het fundamentele doel is het probleem van de wederzijdse interferentie van licht op te lossen.Het beginsel ervan is het gebruik van het brekingsbeginsel van de convexe lens om licht van hetzelfde punt af te leiden. Het herconvergentiepunt hier is het beeldpunt van het lichtbronpunt achter de lens.Als het lichtbronpunt blijft veranderen, zal het beeldpunt dienovereenkomstig veranderen, dus we brengen vaak licht van oneindige afstand door de lens.en de afstand van de brandpunt naar het midden van de lens wordt de brandpuntsafstand genoemdZodra de lens is gemaakt, wordt de brandpuntsafstand bepaald.

2- De sluiter.
Bij een afgewerkte lens kan de diameter van de lens niet naar willekeur worden aangepast, dus er wordt een onderdeel aan toegevoegd dat de opening wordt genoemd.Dit onderdeel gebruikt over het algemeen een regelmatig veelhoek of cirkelvormig gatDe lens wordt bediend door de openings- en sluitingsgrootte van het rooster aan te passen.Het is niet voldoende om alleen op het diafragma te vertrouwen om de totale hoeveelheid binnenkomend licht te regelen.Een ander onderdeel dat de sluiter wordt genoemd, is nodig, dat voornamelijk de belichtingsduur bepaalt.Met de vooruitgang van de tijd, heeft de sluiter nu meerdere implementatiemethoden, waaronder de mechanische sluiter, afgeleid,die een sluiterstructuur is die alleen veren of andere mechanische structuren gebruikt en niet afhankelijk is van elektriciteit om de snelheid te bedienen en te regelen. De elektronische sluiter is een sluiterstructuur zonder mechanische structuur.Het heeft een hoge sluiter snelheid en een snelle impact vangen frequentie, maar het nadeel is dat het gevoelig is voor bloei.

Het diafragma bepaalt de hoeveelheid licht die binnenkomt en de sluiter bepaalt de belichtingstijd.het doel om de hoeveelheid binnendringend licht te beheersen, is bereikt, waardoor de licht- en schaduweffecten van de scène nog beter worden gereproduceerd en overblootstelling wordt vermeden, waardoor de algehele beeldkwaliteit aanzienlijk wordt verbeterd.

3Focusmotor.
Zoals eerder vermeld, zullen de inslaglichtralen na door het objectief te zijn gegaan tot een punt, dat het beeldpunt wordt genoemd, in een kegelvormig pad convergeren en vervolgens in een kegelvormig pad divergeren.Alle lichtstralen die van dezelfde afstand worden uitgezonden komen samen naar hun respectievelijke punt.Dit vlak wordt het beeldvlak genoemd en omdat dit vlak de convergentie is van alle beeldpunten, is het de basis van het beeld.Het beeld is helder op het vliegtuig.De essentie van de scherpstelling van vandaag is om de lens te verplaatsen zodat het beeldvlak samenvalt met het vlak van het lichtgevoelige apparaat, waardoor een helder beeld op het lichtgevoelige apparaat wordt gevormd.Over het algemeen kan scherpstellen worden bereikt door de lens handmatig te bewegen, maar meer in het algemeen wordt het bereikt door een apparaat dat een scherpstellingsmotor wordt genoemd.Naast het handmatig aanpassen van de lens om de scherpstelling te voltooienMet de voortdurende ontwikkeling van de technologie is het nu de meest gangbare methode om de lens automatisch te verplaatsen om de scherpstelling te voltooien.De focus van vandaag heeft een automatische focusstrategie ontwikkeld.Het basisprincipe is om de lens heen en weer aan te passen zodat het beeldvlak samenvalt met het lichtgevoelige vlak van de fotoreceptor.hetgeen een helder beeldend effect oplevertVoor meer complexe camera's worden bovendien in het algemeen meerdere lenscombinaties gebruikt om een betere beeldkwaliteit te bereiken.chromatische aberratie kan worden geëlimineerd, en ten tweede kan de afstand tussen de lenzen via de motor worden aangepast om de hele brandpuntsafstand van de lensgroep dynamisch te wijzigen.

d) Fotoreceptor (sensor)
Zoals eerder vermeld, is de functie van de lens het verzamelen van licht om een beeldvlak te vormen, maar hoe kan dit zogenaamde beeldvlak worden omgezet in beeldinformatie die voor computers bekend is?Dit vereist het gebruik van de fotoreceptor hierDe fotoreceptor is geen eigendom van de moderne samenleving, het concept bestond in Europa al in het begin van de 19e eeuw.Een Fransman genaamd Niepce gebruikte asfalt om lavendolie toe te voegen., en gebruikte een lood-tin legering plaat als de film basis, hij schoot de scène buiten het raam gezien van de bovenste verdieping van zijn huis, een foto genaamd "Pigeon Nest",En het asfalt hier gemengd met lavendolie is een eenvoudig lichtgevoelig materiaal.In 1888 produceerde de Amerikaanse Kodak Company een nieuw soort lichtgevoelig materiaal, een zachte en herwinbare film.wat een kwalitatieve sprong was in lichtgevoelige materialen. In 1969 werd in de Bell Labs het CCD digitale lichtgevoelige apparaat uitgevonden, waardoor de hele lichtgevoelige technologie in het digitale tijdperk kwam.die de massaproductie op grote schaal mogelijk maakteHet is een grote stap vooruit in een betere richting.het heeft geleidelijk CCD vervangen met zijn voor de hand liggende voordelen en is het belangrijkste lichtgevoelige apparaat geworden in camerasystemen.

4. IR-filter
Vanwege de eigenschappen van het lichtgevoelige materiaal zal het licht in het golflengtebereik van zichtbaar licht waarnemen, zoals een deel van het infraroodlicht.Omdat dit deel van het infrarood licht onzichtbaar is, is het voor ons van geen praktisch nut (dit is natuurlijk niet absoluut), in sommige gevallen is het noodzakelijk om infraroodlicht informatie te verzamelen (zoals nachtvisiecamera's),en het kan interfereren met latere ISP-verwerking, dus het is vaak noodzakelijk om een filter te gebruiken om infraroodlicht te filteren, interferentie van infraroodlicht te voorkomen en het inkomende licht te corrigeren.Filters worden over het algemeen onderverdeeld in interferentietype IR/AR-CUT (gecoat op een laagdoorlaatfilterchip), met behulp van het beginsel van interferentie-destructiviteit) en absorptieglas (met behulp van het beginsel van spectrale absorptie).

5Flash.
Voor sommige speciale scènes, zoals het opnemen van foto's in donkere lichtomgevingen, kan door het gebrek aan licht zelf niet voldoende lichtgevoeligheidsactiviteiten worden uitgevoerd.om normale schietbehoeften te verkrijgenVoor mobiele telefoons zijn ze hoofdzakelijk verdeeld in twee soorten:xenonlampen en LED-lampenAangezien LED-flitslampen de voordelen hebben van een lager stroomverbruik en een kleinere afmeting, zijn ze de belangrijkste keuze voor flitslampen voor mobiele telefoons.veel mobiele telefoons nemen nu een tweekleurige flash strategieDe tweekleurige flits kan de intensiteit van de twee lichten aanpassen aan de behoeften van de omgeving, waardoor het effect van natuurlijk licht nauwer kan worden benaderd.Vergeleken met een enkele flits, de intensiteit wordt verbeterd, en de kleurtemperatuur is ook hoger dan die van een gewone dubbele flits.

6Beeldverwerker (ISP)
Zodra het lichtgevoelige apparaat de foto-elektrische conversie heeft voltooid, worden de gegevens aan de beeldprocessor gegeven.Wat is donker stroomgeluid?? Dit begint met het lichtgevoelige apparaat. Voor CCD/CMOS worden niet alle apparaten gewoonlijk gebruikt voor lichtgevoeligheid.Sommige zijn speciaal geblokkeerd en worden gebruikt om donkere stroom te verzamelen als er geen lichtgevoeligheid is.Op deze manier wordt het geluid van de donkere stroom weggenomen.

Vanwege de verschillende eigenschappen van de brekingsindex van de lens neemt, naarmate het gezichtsveld langzaam toeneemt, de schuine straal die door de lens kan gaan geleidelijk af.wat resulteert in een hogere helderheid in het midden van het beeld dan aan de randDit verschijnsel komt voor in de optica. Het wordt in het systeem vignetting genoemd. Uiteraard zal dit verschil het beeld onnatuurlijk maken, dus ISP moet deze afwijking vervolgens corrigeren.Het correctiealgoritme is lensschaduwcorrectie.Het specifieke principe is om de helderheid gelijkmatig te maken in het midden van het beeld.de compensatiefactoren van de drie RGB-kanalen, en het beeld op basis van deze compensatiefactoren corrigeren.

Vervolgens, aangezien het lichtgevoelige apparaat drie primaire kleuren rood, groen en blauw gebruikt om licht te verzamelen, zullen de gegevens over het algemeen een mozaïekachtig arrangement-effect vertonen.De verwerking van de demosaïek moet worden voltooid.Het basisprincipe is dat door een bepaald interpolatie-algoritme, de ontbrekende kleurcomponent van de pixel wordt geraadpleegd uit de nabijgelegen kleurcomponenten.en het ware kleur effect van elke pixel wordt hersteld, waardoor een beeldgegevens met ware kleur worden gevormd, en het gegevensformaat op dit moment is het RAW-gegevensformaat. , dat wil zeggen, de meest originele beeldgegevens.

Wanneer de fotoreceptor foto-elektrische omzetting uitvoert, zal elke schakel een bepaalde afwijking produceren, en deze afwijking zal uiteindelijk worden uitgedrukt in de vorm van geluid.het is noodzakelijk om bepaalde geluidsreductieverwerking uit te voeren op deze irrelevante informatie - geluidBij de steekproefneming wordt niet alleen rekening gehouden met de relatie tussen pixels in ruimtelijke afstand, maar ook met de relatie tussen de pixels in de ruimtelijke afstand.maar ook de mate van gelijkenis tussen pixels wordt beschouwd, waardoor de algemene blokverdeling van het oorspronkelijke beeld behouden blijft.

Na verdere vermindering van het lawaai moet de ISP het witbalans van het beeld verwerken.de waarde van de RGB-component moet worden aangepast volgens een bepaalde verhouding, zodat wit in de fotoreceptor nog steeds wit lijkt. . Witte balans kan handmatig witbalans gebruiken, dat het doel van witbalans bereikt door handmatig de verhouding tussen de drie kleurcomponenten aan te passen.automatische witbalansverwerking wordt gebruiktHier is de ISP verantwoordelijk voor de missie van automatische witbalans.en dan wordt het beeldend effect aangepast.

Na het aanpassen van de witbalans van het beeld moet u de kleurfout verder aanpassen. De fout hier wordt voornamelijk veroorzaakt door kleurenpenetratie tussen de kleurblokken van het filter.tijdens het afstemmen, wordt het door de camera-module vastgelegde beeld vergeleken met het standaardbeeld.ISP gebruikt deze matrix om beeldkleurcorrectie uit te voeren op het vastgelegde beeld, waardoor het doel wordt bereikt om de ware kleur in de schietscène te herstellen.

Hoewel de door elke fabrikant geproduceerde ISP's verschillen, bevatten ze in principe de bovenstaande stappen.Het is te zien dat de beeldverwerker wordt gebruikt om het gehele beeldend effect van het camerasysteem te verbeteren..