ISPおよびカメラの基本原則

カメラの基本的な知識
カメラの構造
一般的な構造はレンズ、基盤、センサーおよびPCBを含んで次図で、主に示されている。

タイプのカメラ モジュール
CCMは4つのタイプに分けられる:FF、MF、AFおよびズームレンズ。FF （苦境の焦点）、固定焦点のカメラは、現在中国の最も使用されたカメラで、300,000そして1.3，000,000ので携帯電話プロダクト使用される。MF （マイクロ焦点）、二段変速式ズームレンズのカメラは1.3百万のそして2百万ののために使用される名刺の認識およびバーコードの認識の携帯電話のようなクローズアップの写真のために、主に、携帯電話プロダクト使用される。AF （自動焦点）、主に高ピクセル携帯電話で使用されるまた自動ズームレンズのカメラに、2つ百万のそして3，000,000ので使用されるMFの機能が携帯電話プロダクトある。ズームレンズ（自動ズームレンズ）、自動デジタル ズームレンズのカメラはカメラのイメージの質と同じようなカメラの電話で、主に使用され3以上，000,000の携帯電話プロダクトで使用される。

カメラの仕事かいかに:
レンズ（レンズ）を通して場面（SCE）によって発生する光学イメージはイメージ センサー（センサー）の表面に、それから変えた電気的信号に、変えられるデジタル画像信号にA/D （アナログ-デジタル転換）によって、そして次に送られる処理の破片（DSP）で、そして次に送信される入力/出力インターフェイスを通して処理のためのCPUに写し出される処理され、イメージは表示を通して見ることができるディジタル信号に。

センサーの基本的な知識
センサーの仕事いかに
レンズの役割は見えないライトをフィルタ・アウトすること可視ライトおよびセンサーにプロジェクトが入るようにした。センサーの働く原則:ライト-->充満-->弱い流れ--> RGBのディジタル信号の波形--> YUVのディジタル信号信号

センサーの分類
異なったタイプの部品はに分けられる:CCDおよびCMOS。CCD （電荷結合素子、）は一般に写真撮影およびビデオグラフィーで使用される上限の技術的な部品である。CCDの利点は低雑音高い感受性および高いSN比である。但し、工程は複雑である、費用は高く、パワー消費量は高い。CMOS （補足の金属酸化膜半導体）はより低いイメージの質のプロダクトで使用される。CMOSの利点は高い統合、低い電力の消費（CCDのより少なくより1/3）、および安価である。但し、騒音は比較的大きく、感受性は低い。CMOSのために、それは大量生産のために便利、デジタル カメラの主要部分の開発の方向の費用で速く、低い。CMOSの光受容体は次第にCCDの光受容体を取り替え、近い将来に主流の光受容体になると期待される。

センサーの包装の形態
2つの包装タイプのセンサーのための包装ががある:CSPおよびダイス。モジュールの製造業者の処理し、製造で、CSPに相当するプロセスはSMTであり、ダイスに相当するプロセスは穂軸である。

センサーの基本的なブロック ダイヤグラム
センサーのブロック ダイヤグラムは図で示されている（OV2718を一例として取る）:

ISPの基本的な知識
ISPの定義
画像処理ISP （イメージのプロセッサ信号命令）、すなわち、画像処理はは、主関数前陣イメージ センサーによって信号の出力を後処理することである。主関数はISPのそれに線形訂正、騒音の取り外し、悪いポイント取り外し、補入、白いバランス、自動露出制御、等が感謝するであるよりよく異なった光学条件の下で場面細部を元通りにして可能含まれている。

ISPの仕事いかに
センサーの側面からのイメージは、黒く水平な補償の後に、バイヤー イメージ レンズの訂正、悪いピクセル訂正、色の補入、バイヤー騒音の取り外し、白いバランス、色の訂正、ガンマの訂正、YUVの色空間ので色空間の転換（RGBへのYUV）、色の騒音の取り外しであり輪郭強調、色および対照の強化、自動露出制御、等は中間で行われ、それからYUV （かRGB）フォーマットのデータは出力、および処理のための入力/出力インターフェイスを通ってCPUにそれから送信されてである。（OV495を一例として取りなさい）

ISPの画像処理のアルゴリズム
AE （自動露出）
自動露出は捕獲されたビデオかイメージが余りに暗く余りに暗いように露出をライトの強度に従って調節しか、露出過度を防ぎか、またはunderexposure、異なった光条件および場面の感謝の明るさのレベルかいわゆるターゲット明るさのレベルを達成するために自動的に参照する。余りに明るい。

HDR （高動的範囲イメージ投射）の高いダイナミック レンジ イメージ投射
センサーのダイナミック レンジはイメージの両方のハイライトそして影を反映するセンサーの機能である。実際のところ実質の状態では、ある場面のダイナミック レンジは100 dBより大きく、人間の目のダイナミック レンジは100 dBに達することができる。HDRイメージ投射の目的は正しく実世界の明るさ範囲を表すことである。適当な場面:それはバックライトとのhigh-contrast場面の使用のためにより適している、のような:明るい場所の場面が露出過度にならない、および場面は露光不足にならないように暗い場所の日没、屋内窓。

AWB （自動白いバランス）の自動白いバランス
白いバランスはイメージの白いブロックを異なった光条件の下で見つけ、次に色の鋳造物を相殺するためにR/G/Bの比率を調節すること人間の目の視覚習慣に近い方のそれを作る白い目的に白い目的を元通りにする。

CCM （色の訂正のマトリックス）色の訂正
色の訂正は主にフィルター版の色のブロック間の色の浸透によって引き起こされる色の間違いを訂正することである。色の訂正の一般的なプロセスは最初にイメージ センサーによって捕獲される標準的なイメージとイメージを比較することこれに基づいて訂正のマトリックスを計算する。このマトリックスはイメージ センサーの色の訂正のマトリックスである。イメージ センサーの適用の間に目的の実質色に最も近いイメージを得るためにイメージ センサーによって捕獲されるすべてのイメージを訂正するのに、マトリックスが使用することができる。

DNS （Denoise）のdenoising
イメージを得るCMOSセンサーを使用して光源レベルおよびセンサー問題はイメージの多くの騒音を発生させる主要な要因である。同時に信号がADCを通る場合、他の騒音はもたらされる。これらの騒音は全体としてイメージを汚し、多くの細部を失う、従ってそれはdenoiseに必要イメージである。空間的なdenoisingの従来の方法は中間のろ過し、ガウスろ過が含まれている。