數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

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1、一、?數(shù)碼相機(jī)的組成：???鏡頭、圖像傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、CPU、存儲(chǔ)芯片、LCD：??作用：１、?鏡頭：數(shù)碼相機(jī)鏡頭作用與普通相機(jī)鏡頭作用相同。取景。分類：變焦鏡頭、定焦鏡頭。２、圖象傳感器：（１）、作用：將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。圖象傳感器是數(shù)碼相機(jī)的核心部件，其質(zhì)量決定了數(shù)碼相機(jī)的成像質(zhì)量。圖象傳感器的體積通常很小，但卻包含了幾十萬(wàn)個(gè)乃至上錢萬(wàn)個(gè)具有感光特性的二極管――光電二極管。每個(gè)光電二極管即為一個(gè)像素。當(dāng)有光線照射時(shí)，光電二極管就會(huì)產(chǎn)生電荷累積，光線越多，電荷累積的就越多，然后這些累積的

2、電荷就會(huì)被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的像素?cái)?shù)據(jù)。（２）、種類。電荷耦合器件（ＣＣＤ）：電路復(fù)雜，讀取信息需在同步信號(hào)控制下一位一位地實(shí)地轉(zhuǎn)移后讀取，信息讀取復(fù)雜，速度慢；要三組電源供電，耗電量大，但技術(shù)成熟，成像質(zhì)量好?；パa(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（ＣＭＯＳ）：電路簡(jiǎn)單，信息直接讀取，速度較快，只需使用一個(gè)電源，耗電兩小，為ＣＣＤ的1/8到1/10；但個(gè)光電傳感元件、電路之間距離近，相的光、電、磁干擾較嚴(yán)重，對(duì)圖象質(zhì)量影響很大。３、Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）：???作用，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的部件。指標(biāo)：轉(zhuǎn)換速

3、度、量化精度量化精度對(duì)應(yīng)于Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器將每一個(gè)像素的亮度或色彩值量化為若干個(gè)等級(jí)，這個(gè)等級(jí)就是數(shù)碼相機(jī)的色彩深度。對(duì)于具有數(shù)字化接口的圖象傳感器（如ＣＭＯＳ），則不需Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器。??４、ＭＰＵ（微處理器）??作用：??通過(guò)對(duì)圖象傳感器的感光強(qiáng)弱程度進(jìn)行分析，調(diào)節(jié)光圈和快門。??系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：一般數(shù)碼相機(jī)采用的微處理器模塊的結(jié)構(gòu)如圖2所示,包括圖象傳感器數(shù)據(jù)處理DSP、ＳＲＡＭ控制器，顯示控制器、ＪＰＥＧ編碼器、ＵＢＳ等接口、運(yùn)算處理單音頻接口（非通用模塊）和圖象傳感器時(shí)鐘生成器等功能模塊。５、存儲(chǔ)

4、設(shè)備??????作用：用于保存數(shù)字圖象數(shù)據(jù)。??種類：內(nèi)置存儲(chǔ)器：為芯片，用于臨時(shí)存儲(chǔ)圖象。移動(dòng)存儲(chǔ)器：ＳＤ卡、ＭＤ卡、軟盤、ＣＤ、記憶棒等。６、ＬＣＤ（液晶顯示屏）?作用：電子取景器、圖片顯示。分類：DSTN??LCD(雙掃扭曲向列液晶顯示器)?TFT???LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)，數(shù)碼相機(jī)多采用．７、輸入輸出接口作用：數(shù)據(jù)交互。?常用接口：圖象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)展設(shè)備接口、計(jì)算機(jī)通信接口、連接電視機(jī)的視頻接口。二、?數(shù)碼相機(jī)工作原理數(shù)碼相機(jī)中的鏡頭將光線會(huì)聚到感光器件ＣＣＤ上，ＣＣＤ代替的傳統(tǒng)

5、相機(jī)中膠卷的位置，它的功能是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。這樣我們就得到了對(duì)應(yīng)于拍攝景物的電子圖象，但它還不能馬上被送去計(jì)算機(jī)處理，還需要進(jìn)行模數(shù)處理；接下來(lái)ＭＰＵ對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓縮并轉(zhuǎn)化為特定的圖象格式，例如ＪＰＥＧ格式。最后圖象文件被存儲(chǔ)在內(nèi)置存儲(chǔ)器中。這時(shí)，數(shù)碼相機(jī)的主要工作已經(jīng)完成，剩下要做的是通過(guò)ＬＣＤ查看拍攝到的照片三、相機(jī)的光電成像原理１、核心：光電轉(zhuǎn)換器（圖象傳感器）２、種類：ＣＣＤ，ＣＭＯＳ。ＣＣＤl?分線型的面型兩大類線型ＣＣＤ芯片的最大特點(diǎn)是分辨率高，可拍攝１０００萬(wàn)以上像素水平影

6、象的數(shù)碼相機(jī)。　都采用線型ＣＣＤ。l?ＣＣＤ的基本組成單元：金屬－氧化物－半導(dǎo)體電容（ＭＯＳl?ＣＣＤ????）???功能：光電轉(zhuǎn)換，電荷存儲(chǔ)，電荷轉(zhuǎn)移３、數(shù)碼相機(jī)的數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理以微處理器為中心。根據(jù)數(shù)碼相機(jī)采用的圖象傳感器的不同，數(shù)據(jù)流的處理有些差異。在采用ＣＣＤ的數(shù)碼相機(jī)中，ＣＣＤ數(shù)據(jù)以模擬數(shù)據(jù)輸出，需要經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換和光學(xué)黑電平鉗位等處理過(guò)程；在采用ＣＭＯＳ的數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)中，由于ＣＭＯＳ器件采用數(shù)字接口，模擬接口的電路省略，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。．圖象傳感器的數(shù)據(jù)被讀出后，系統(tǒng)將其進(jìn)行針對(duì)鏡

7、頭的邊緣畸變的運(yùn)算修正，然后經(jīng)過(guò)壞像素處理后，被系統(tǒng)送去進(jìn)行白平衡處理。由于圖象傳感器在制造和使用老化過(guò)程中回出現(xiàn)一些個(gè)別的像素點(diǎn)性能偏離或不能正常感光的現(xiàn)象，這些像素點(diǎn)被稱為壞像素。微處理器通常會(huì)做相應(yīng)的計(jì)算進(jìn)行修正，但這一修正過(guò)程是有限的。伽馬校正和色彩合成處理是使數(shù)碼相機(jī)獲得良好的彩色圖象的必要的圖象處理過(guò)程。在沒(méi)有進(jìn)行色彩合成以前，數(shù)碼相機(jī)獲得的圖象數(shù)據(jù)有紅色、綠色和藍(lán)色三通道的圖象數(shù)據(jù)構(gòu)成，經(jīng)過(guò)色彩合成處理后，將獲得彩色的混合圖象。為了能夠進(jìn)行針對(duì)鏡頭的自動(dòng)對(duì)焦控制，在色彩合成處理后，

8、需要針對(duì)圖象進(jìn)行邊緣檢測(cè)（銳度檢測(cè)）和偽色彩檢測(cè)（偽色彩抑制）。之后，用于瀏覽的圖象數(shù)據(jù)流被送至ＬＣＤ控制器，需要存儲(chǔ)的圖象數(shù)據(jù)被進(jìn)行ＪＰＥＧ壓縮后存入存儲(chǔ)器中。至此，整個(gè)數(shù)碼相機(jī)的圖象數(shù)據(jù)處理完成。為了讓數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，在整個(gè)系統(tǒng)中還需要具備一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)的檢測(cè)控制電路，其主要用于檢測(cè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和各部分用戶接口的運(yùn)行狀態(tài)。