鹰眼视图——Camera基础

相机模组（CCM）基本构成组件：

镜头(lens)

传感器（sensor）

软板（FPC）

图像处理芯片（DSP）

其中传感器是CCM的核心组成部分，目前广泛使用的有两种：一种是广泛使用的CCD（电荷藕合）元件；另一种是CMOS（互补金属氧化物导体）器件。

一般来说，CCD的功耗高，拍摄质量高，造价高，他更适合在数码相机或DV中使用，而我们的手机中，在像素要求本来就不是苛刻，但是对空间和成本有比较高要求的话，一般都会选择CMOS的摄像头。它的工作原理很简单，接收外界光线后转化为电能，再透过芯片上的模-数转换器（ADC）将获得的影像讯号转变为数字信号输出

CCM的关键技术为：光学设计技术、非球面镜制作技术、光学镀膜技术。

CCM工作原理：物体通过镜头（lens）聚集的光,通过CMOS或CCD集成电路，把光信号转换成电信号，再经过内部图像处理器（ISP）转换成数字图像信号输出到数字信号处理器（DSP）加工处理，转换成标准的GRB、YUV等格式图像信号。

光晕（Lens Shading）

  在摄像和光学领域内，是指外围部分的亮度或饱和度比中心区域底，Camera的Lens Shading一般是有一个或多个透镜的实际尺寸造成的，后方的元件遮蔽了前方的，导致前端的透镜离轴的有效入射光减少，结果是光的强度有图像中心向周围逐步减弱，变现为周围的亮度变暗（一般为中心的50%），并且会出现色差（Color Shading），直接影响图像的整体质量。

Lens Shading Correction（简称LSC），从英文直译为镜头阴影校正，即可理解为亮度均匀性校正。我们可以通过LSC校正，使得图像亮度均匀性达到我们想要的标准。通常进行LSC校正时，也会进行色彩均匀性调整，解决图像周边偏色的问题。

图片噪声（Image Noise）

  噪声是指妨碍人们感觉器官对所接收的信源信息理解的因素，而图片噪声是图像在摄取或者传输是所受的随机信号干扰，是图像中各种妨碍人们对其信息接受的因素。

噪声是有两部分组成：颜色和亮度波动。

数码相机产生三种常见类型的噪声：Random Noise（随机噪声），Fixed Pattern Noise （固定图形噪声）和Banding Noise（条纹噪声）。

信噪比SNR(Signal Noise Ratio)

反应摄像机成像的抗干扰能力，反应在画质上就是画面是否干净无噪点；狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比，常常用分贝（dB）数表示，设备的信噪比越高表明它产生的噪音越少。

感光度(ISO)

相机的感光度描述相机传感器对光线的敏感程度。值越高，表示传感器对光线越敏感，所需曝光量就越少，即感光度与所需曝光量成反比。感光度与曝光量关系的公式如下：

S = K / H

式中，S 表示感光度，H 表示曝光量，K 为比例系数。

感光度与画质之间有着密切的联系。提高感光度时产生噪点的原因之一是在对影像信号进行增幅时混入了电子噪点，所以在使用高感光度的时候，要注意画质劣化的问题。

清晰度(Sharpness)

是数字图像处理的一个重要组成部分，描述了一副图像纹理及其边界的清晰程度。以下两个因素有助于我们理解一幅图像的清晰度：锐度和分辨率。

锐度(Acutance)

锐度指图像的质点，如何从一种状态过渡到另一种状态，从黑过渡到白，呈九十度急速过渡者为高锐度－－黑白界限清晰；缓慢过渡即小于九十度者，则为低锐度－－黑白界限模糊，角度愈小，黑白界限愈模糊。

分辨率(Resolution)

分辨率决定了位图图像细节的精细程度。通常情况下，图像的分辨率越高，所包含的像素就越多，图像就越清晰，印刷的质量也就越好。

Sharpness跟分辨率和锐度的关系：在高分辨率图像里获得高的反差，可以让Sharpness最大化。

Sharpness和分辨率、锐度的关系

自动曝光(Auto Exposure)

AE即自动曝光。光圈优先AE式是由拍摄者人为选择拍摄时的光圈大小，由相机根据景物亮度、CCD感光度以及人为选择的光圈等信息自动选择合适曝光所要求的快门时间的自动曝光模式，也即光圈手动、快门时间自动的曝光方式。这种曝光方式主要用在需优先考虑景深的拍摄场合，如拍摄风景、肖像或微距摄影等。

自动对焦(Auto Focus)

AF是利用物体光反射的原理，将反射的光被相机上的Sensor接受，通过计算机处理，带动电动对焦装置进行对焦的方式叫自动对焦。它多分为二类：一是主动式，另一个则是被动式。

白平衡（WB）

White Balance是消除色偏的过程，使拍摄的照片呈现的白色更接近人眼的视觉看见的白色。白平衡可以简单地理解为在任意色温条件下，相机镜头所拍摄的标准白色经过电路的调整，使之成像后仍然为白色。

自动白平衡调整(AWB)

要求在不同色温环境下，照白色的物体，屏幕中的图像应也是白色的。色温表示光谱成份，光的颜色。色温低表示长波光成分多。当色温改变时，光源中三基色(红、绿、蓝)的比例会发生变化，需要调节三基色的比例来达到彩色的平衡，这就是白平衡调节的实际。

Sensor的输出图像格式

YUV

“Y”表示明亮度（Luminance、Luma），“U”和“V”则是色度、浓度（Chrominance、Chroma）， 一般情况下sensor支持YUV422格式,即数据格式是按Y-U-Y-V次序输出的。

JPEG

这个不用很介绍，作为一种存储格式它是非常普遍的，但是作为sensor的输出格式的话，一般是低分辨率的，其自带JPEG engine，可以直接输出压缩后的jpg格式的数据

RGB

传统的红绿蓝格式，比如RGB565.通俗点说它的颜色混合方式就好像有红、绿、蓝三盏灯，当它们的光相互叠合的时候，色彩相混，而亮度却等于两者亮度之总和,越混合亮度越高，即加法混合。

RAW

图像感应器将捕捉到的光源信号转化为数字信号的原始数据。RAW文件是一种记录了数码相机传感器的原始信息，同时记录了由相机拍摄所产生的一些原数据（Metadata，如ISO的设置、快门速度、光圈值、白平衡等）的文件。RAW是未经处理、也未经压缩的格式，可以把RAW概念化为“原始图像编码数据”或更形象的称为“数字底片”。