摄像头的三个重要组成部分：

摄像头的重要组成部分： DSP控制芯片（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）、图像传感器（SENSOR）和镜头（LENS）。（笔者注：以下资料部分索引自优是数码的F&Q，由网友“爱你有悔”友情提供，在此 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示万分感谢。） 工作原理篇： 摄像头（CAMERA）主要分数字摄像头和模拟摄像头两种，模拟摄像头即那种可以直接通过视频接口（通常为S端子或AV端子）连接显示设备（一般指电视机或监视器）完成摄像功能的摄像头，特点是模拟影像清晰而连贯，不受分辨率影响，模拟摄像头以中低价位黑白摄像头为主；而数字摄像头可以直接捕捉影像并转换为数字信号存储在电脑里，其信号传输接口发展由早期的串口、并口发展到如今的USB2.0和IEEE1394火线接口，我们这里主要涉及的PC摄像头，其主流就是指USB接口的数字摄像头。 摄像头的工作原理大致为： 景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器（SENSOR）（*注1）表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）（*注2）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。 注1：图像传感器（SENSOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 部件解构： 1、图像传感器 在摄像头的三大结构组件中，最重要的个人认为就是图像传感器了，因为感光器件对成像质量的重要性不言而喻，对DV/DV有了解的朋友应该十分清楚这一点。 SENSOR可以分为两类： CCD（charge couple device） ：电荷耦合器件 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)：互补金属氧化物半导体 前者的价格比较高，因此多用在高端摄像头上，比如下图所示的罗技快看高手版Pro4000 ： 而CMOS摄像头则是非常主流（性能，包括价格）的大众级产品，从理论上说，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。简单地讲，就是CCD摄像头成像质量会更好，图像明锐通透、细节丰富，色彩还原度好，曝光准确，而CMOS摄像头则对光源有一定依赖性。 不同传感器的结构如图所示： 但是随着技术的发展，在低端应用（比如百万等级以下的相机、摄像头、可视电话）方面CMOS已经凭借低成本和不弱于同级CCD的高性能牢牢占据了主流地位，而且就摄像头产品而言，最好的CMOS SENSOR如HY 7131E的成像质量（包括清晰度/色彩还原等方面）比早期的CCD SENSOR更胜一筹！ 从硬件角度讲，相同像素情况下SENSOR的面积自然越大越好，这种差异在弱光情况下表现得尤其明显。（无论对于CCD还是CMOS均是如此，这也是高端DC十分强调CCD大小的根本原因所在） 目前市场上90％的主流产品采用了现代（Hynix）和美光（Micro）两个厂商的CMOS SENSOR，其型号主要有现代7131E、现代7131R和美光的MI360三种，自然，它们的面积（性能）都是不一样的：（除此以外还有美光的es1、0347及agilent2020很多很多，就不一一列举了……） 现代7131E CMOS图像传感器，648×488个像素，感光部分呈长方形，尺寸为1/3英寸，弱光表现良好，色彩还原和清晰度都属一流水准。不过去年底因成本过高现代没有天理地宣布停产了，令最好的301P＋7131E主流 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 风光不再 美光MI360 CMOS图像传感器，像素为651×487，面积稍小于7131E，不过也可以纳入硬件采集真30万像素的行列。（笔者注：MI360因为手机摄像头方面的大量需求也经常缺货。） 7131R是今年一月现代才量产的“拳头产品”，应该算比较常见了，像素点等同于MI360，其具体尺寸为4.86×3.64mm，即1/4英寸，因感光面积较小当然比不上前两者喽，不过7131R配合301P＋新驱动性能还算不错。7131R的硬件分辨率为30万像素，行内习惯称之为硬件35万摄像头。 最后需要提醒大家的是使用CMOS摄像头的时候有一些诀窍： 首先不要在逆光环境下使用（这点DC也一样！），尤其不要直接指向太阳，否则“放大镜烧蚂蚁”的惨剧就会发生在您的摄像头上。不过我想一般情况网聊也不用在光天化日情况下进行 其次环境光线不要太弱，否则直接影响成像质量。克服这种困难有两种办法，一是加强周围亮度（晚上最好配40W左右的荧光灯）（*注3）；二是选择要求最小照明度指标好的产品，现在有些摄像头已经可以达到5lux（*注4）；三是合理使用镜头变焦，不要小瞧这点，通过正确的调整，摄像头也同样可以拥有拍摄芯片的功能（笔者注：就是指摄像头微距功能，不过受限于镜头和成像原理，广角变形非常大，因此看起来更像做秀:）。 *注3：一般选择9W节能灯足矣 *注4：lux（勒克斯）为照明度单位，具体地说，1Lux等于一支蜡烛从1米外投射在一平方米的表面上的光的数量。10Lux等于10支蜡烛从1米外投射到物体表面的光的数量。更详细解释请看这里。 目前，市场销售的数码摄像头中，基本是CCD和CMOS平分秋色。在采用CMOS为感光元器件的产品中，通过采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等影像控制技术（由驱动＋DSP软硬结合共同完成），完全可以达到与CCD摄像头相媲美的效果。 受市场情况及市场发展等情况的限制，摄像头采用CCD图像传感器的厂商并不多，主要原因是采用CCD图像传感器成本高的影响，而200元以下基本上都是CMOS摄像头的天下，不过请大家务必注意，不管摄像头分辨率“标称”多少万像素，那种1/7寸的CMOS SENSOR铁定是10万像素！所谓插值分辨率在笔者的概念上就和DC/DV的数字变焦一样，纯属文字游戏而已！！ 2、数字信号处理芯片DSP DSP结构框架: (1). ISP（image signal processor）（镜像信号处理器） (2). JPEG encoder（JPEG图像解码器） (3). USB device controller（USB设备控制器） ISP的性能强大是决定影像流畅的关键，目前最“彪悍”的ISP能实时处理130万像素——呵呵，大家知道“百万像素”的摄像头是怎么来的了吧 （这个问题下文还将重点说明），JPEG encoder的性能也是关键指标之一，比如中星微（VI）301P是硬件JPEG压缩方式，而松瀚602采 用软件RGB压缩方式，因此301P图像处理速度要比SONIX 602A快一点。至于USB接口控制功能与摄像头本身的接口有关，比如采用EMPIA2710或者2800芯片、HY302、ALI M5603C等均支持USB2.0。 DSP控制芯片的作用是：将感光芯片获取的数据及时快速地传到电脑中并刷新感光芯片，因此控制芯片的好坏，直接决定画面品质（比如色彩饱和度、清晰度）与流畅度，是否有不断升级的驱动程序也比较重要，新驱动可以赋予其更强大的功能和使用效果。 目前市场上占有率最高的DSP是中星微的301P，虽然只支持到USB1.1，但和各SENSOR兼容性良好，此外它在自动曝光/增益/白平衡/色彩/噪点控制/伽玛校正以及动态缩放边缘抗锯齿算法方面都有其独到之处，图像转换速度也非常快。 48Pin LQFP封装的ZC301Plus，声名如日中天的它市占率居然高达70％，其详细资料可以参考官方网页 说起中星微，倒也是挺传奇的，大BOSS 邓中翰是位而立之年（68年生人）的“海龟”，92年赴美国加州大学伯克利分校(UC Berkeley)读书。在5年时间内取得电子工程学博士、经济管理学硕士、物理学硕士3个学位，是该校建校130年来第一位横跨理、工、商三学科的学者。 邓回国创业一炮打响的就是制程为0.25微米“星光一号”，而后又推出集成音频功能的“星光二号”……在遍地韩芯、日芯、美芯的情况下大涨中国人的志气！ 自然喽，其他例如Sunplus TP6800/561A、Sonix602A等DSP我就不在这里一一详细介绍了。基本上主要的DSP厂商就是中星微、凌扬、松翰这几家。 松翰科技股份有限公司官方网页 凌阳科技股份有限公司官方网页 禾瑞亚（EMPIA）官方网页，相关芯片资料都很容易找到的。 3、镜头（LENS） 镜头是仅次于CMOS芯片影响画质的第二要素，其组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般可分为塑胶透镜（plastic）或玻璃透镜（glass）。当然，所谓塑胶透镜也非纯粹塑料，而是树脂镜片，当然其透光率感光性之类的光学指标是比不上镀膜镜片的。此外我们注意到最外部的镜头曲率较大，类似于“鱼眼”，这种设计目的是提高镜头广角视野，不过随之而来的问题是边缘几何变形，也算摄像头类产品的通病了，毕竟这是摄像头不是DC！ 大家要当心宣传中7131是指7131R还是7131E！ 通常摄像头用的镜头构造有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、2G3P、4G、5G等。透镜越多，成本越高，相对成像效果会更出色；而玻璃透镜又比树脂贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用多层玻璃镜头！现在市场上的多数摄像头产品为了降低成本，一般会采用廉价的塑胶镜头或一玻一塑镜头（即：1P、2P、1G1P、1G2P等），对成像质量有很大影响！在OEM厂家的报价单中，7131R＋两玻镜头和美光360＋五玻大约相差10元左右，而顶级的五玻微凸镜和全塑镜头之间的成本差价就达7元，几乎占到总造价的10％了。 好的全玻镜头都有较大的光圈F2.0甚至达到F1.8，尺寸大小为6mm并多层镀膜或加滤光片以增加通光量减少反光，使成像清晰，画质明亮鲜艳，有资料说“长春光学”是国内大孔径光学镜头的主要供应商，因此所谓号称“日×原厂镜头”的说法纯属虚妄之词。只是很可惜，目前还没有一种方法能通过肉眼准确判断镜头材质的方法，消费者只能根据实际效果来评价摄像头的品质：“多看，多比”！ 镜头是最容易出状况的部件，大家千万不要因贪图小便宜买那种100以下的塑头CAMERA！