Camera硬件知识记录

Camera硬件知识记录

记录下Camera相关的硬件知识


1,Image Sensor类型

a) YUV Sensor

YUV Sensor输出的Data格式为YUV,图像的效果处理使用Sensor内部的ISP,BB端接收YUV格式的data后只进行格式的转换,效果方面不进行处理,由于Sensor内部的ISP处理能力有限,且YUV Sensor的数据量比较大(YUV422的格式1个pixel2个byte),一般Size都比较小,常见的YUV sensor都是5M以下

b) Raw Sensor

Raw Sensor输出的Data格式为Raw,图像的效果处理使用BB端的ISP,BB端接收Raw data后进行一系列的图像处理(OB,Shading,AWB,Gamma,EE,ANR等),效果方面由BB端控制,需要针对不同的模组进行效果调试,Raw sensor是目前的主流,数据量比YUV Sensor小(RAW10 格式的sensor 1个pixel 10个bit)使用平台ISP处理,能支持较大的size

2,硬件接口

简单说来,Camera的接口分为并行和串行两种方式,而目前我们平台主要支持的串行方式为mipi接口,Parallel接口和mipi接口的介绍可以参考下图


3,常见基本概念

a) 三路电压

camera包含的三路电压为模拟电压(VCAMA),数字电压(VCAMD),IO口电压(VCAMIO)

b) I2C信号

BB与Sensor端通过I2C来通信(读写寄存器),包括SCL(I2C Clock) SDA(I2C Data)信号

c) mipi几条lane

mipi data是成对的差分信号,MIPI_RDN和MIPI_RDP,有几对这样的pin脚,则说明是几条lane,同一颗sensor由于register setting不同,输出的信号有可能是2 lane或者4lane等

d) parallel高低八位

Parallel接口一般Data有10根pin,分别叫做Data0Data9,Parallel sensor输出的data信号是8根pin时,这八根pin接到的是Data0Data7还是Data2~Data9,需要配置正确,叫做接到高八位或者低八位,接错了可能产生如下现象

e) Data Format

Sensor输出的数据格式,对于YUV Sensor来说,Data Fomat一般有YUYV,YVYU,UYVY等,配置不对可能会导致颜色和亮度错掉,例如下图

对于Raw Sensor来说,Data Format就是First Pixel的颜色,分为R,Gr,Gb,B,配置不对会导致颜色错误

f) MCLK

BB提供给Sensor的外部clock

g) PCLK

Parallel接口的Sensor输出的clock,该clock变化一次,data更新一次

h) mipi 信号

mipi信号包括mipi clock和mipi data,该信号是高速信号,用来传输mipi数据包

4,电子快门

机械快门可以理解为一道真的“门”,打开光线进来,关闭停止接受光线,“打开——关闭”就是曝光时间。电子快门没有物理上的门,而是利用了Sensor感光系统不通电不工作的原理,在Sensor不通电的情况下,尽管像场窗口仍然“大敞开”,但是并不能产生图像。如果在按下快门钮时,使用电子时间电路,使Sensor只工作“一个指定的时间长短”,就也能获得像有快门“瞬间打开”一样的效果。

a) 机械快门曝光时间:【打开——接收光线——关闭】之间的间隔。

b) 电子快门曝光时间:【将像素清零——接收光线——读取该像素】之间的间隔。

电子快门分两类:Rolling Shutter与Global Shutter

a) Rolling Shutter,即卷帘快门。

这种快门的特点是,捕捉到的一幅图像中,各部分不是同一刻的。为什么?假设拍一个人,从头部开始拉开帘子,即曝光第一行,是当前时刻T。帘子慢慢拉下,当完全拉开到脚部时,已经到了时刻T+t。用通常的1秒30帧的速度来考虑,头和脚的时间差距有33ms左右。

对任一像素,在曝光开始时现将其清零,然后等待曝光时间过后,将信号值读出。因为数据的读出是串行的,所以清零/曝光/读出也只能逐行顺序。

所以曝光时间等于line*number of line(line指的是重置(或者读取)的行数,number of line是指重置——读取间隔内,经过的行数)。

b) Global Shutter,即全局快门。

全局快门没有拉帘子的过程,而是走到帘子前一把扯掉,全部曝光,然后再同时停止曝光。这样就保证了一帧图像中,各部分内容发生于同一时刻。

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