手机摄像头

  手机数码相机功能指的是手机是否可以通过内置或是外接的数码相机进行拍摄静态图片或短片拍摄,作为手机的一项新的附加功能,手机的数码相机功能得到了迅速的发展。随着摄像头像素的提高,其拍摄效果也越来越接近传统卡片相机甚至低端单反相机

  手机摄像头分为内置与外置,内置摄像头是指摄像头在手机内部,更方便。外置手机通过数据线或者手机下部接口与数码相机相连,来完成数码相机的一切拍摄功能。外置数码相机的优点在于可以减轻手机的重量,而且外置数码相机重量轻,携带方便,使用方法简单。

  处于发展阶段的手机的数码相机的性能应该也处于初级阶段,带有光学变焦的手机目前国内销售的还没有这个功能,不过相信随着手机数码相机功能的发展,带有光学变焦的手机也会逐渐上市,但大部分都拥有数码变焦功能。除此之外,手机的数码相机功能主要包括拍摄静态图像,连拍功能,短片拍摄,镜头可旋转,自动白平衡,内置闪光灯等等。手机的拍摄功能是与其屏幕材质、屏幕的分辨率、摄像头像素、摄像头材质有直接关系。

  摄像头主要衡量的参数。分辨率(像素)分辨率是我们最熟悉的参数之一了。分辨率主要由图像传感器决定,分辨率越高,图像就越细腻,效果也越好,但图像所占存储空间更大。通常所说的摄像头像素是拍照模式下的最大像素,摄影(拍视频)时的像素通常会比较小,例如N97摄像头有500W像素,但摄影模式下的最大分辨率只有640 x480。

  对手机摄像头分辨率进行说明,常常使用图像解析度的专用名词(如CIF,VGA等)来表示分辨率(像素=分辨率长宽数值相乘,如:640X480=307200,就是30W像素):

简称 (代号) 分辨率 像素

subQCIF : 128 x 96
QCIF : 176 X 144
CGA : 320 x 200
Quarter-VGA: 320 x 240
CIF : 352 x 288 10W
EGA : 640 x 350
VGA : 640 x 480 30W
SVGA : 800 x 600
XGA : 1024 x 768
XGA-W : 1280 x 768
QVGA : 1280 x 960 120W
SXGA : 1280 x 1024
SXGA+ : 1400 x 1050
SXGA-W : 1600 x 1024
UGA : 1600 x 1200
HDTV : 1920 x 1080 200W
UXGA : 1900 x 1200
UXGA-W : 1920 x 1200
QXGA : 2048 x 1536 320W
QSXGA : 2560 x 2048 500W+
QUXGA : 3200 x 2400 700W+
QUXGA-W : 3840 x 2400 900W+

  传输速率(帧数)

  该参数主要由数字信号处理芯片(DSP)决定,该参数主要对连拍和摄像有影响。一般传输速率越高,视频越流畅。常见的传输速率有15fps,30fps,60fps,120fps等。(fps:帧/秒)。

  传输速率与图像的分辨率有关,图像分辨率越低,传输速率越高,例如某摄像头在CIF(352*288)分辨率下可实现30fps传输速率,则在VGA(640*480)分辨率下就只有10fps左右,因此当商家说传输速率时一定要清楚对应的分辨率。一般30fps的流畅度已经足够了,关键看此时对应的分辨率有多高。

  CPU集成了视频处理系统和摄像头驱动等,CPU和摄像头数据信号有8-10个,是根据CPU型号和摄像头本身来定的,当手机系统进入拍照或摄像状态,由电源提供一个2.8V电压,由CPU送出的复位信号使摄像头进行复位,数据开始传送同时摄像头进入工作状态。

  最大像素

  最大像素英文名称为Maximum Pixels,所谓的最大像素是经过插值运算后获得的。插值运算通过设在数码相机内部的DSP芯片,在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法,在图像内添加图像放大后所需要增加的像素。插值运算后获得的图像质量不能够与真正感光成像的图像相比。以最大像素拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的。

  对于手机的数码相机像素,只能处于中级发展阶段,像素数并不很高,大都在130万--800万像素之间。数码相机的像素数越大,所拍摄的静态图像的分辨率也越大,相应的一张图片所占用的空间也会增大。

  作为手机新型的拍摄功能,内置的数码相机功能与我们平时所见到的低端的(10万--130万像素)数码相机相同。与传统相机相比,传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体,而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件,而且是与相机一体的,是数码相机的心脏。感光器是数码相机的核心,也是最关键的技术。当前手机数码相机的核心成像部件有两种: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。

  CCD

  电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。

  CCD和传统底片相比,CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过,人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞,分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展,大致的形状和运作方式都已经定型。CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。

  CMOS

  互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。

  CCM

  CCM其实就是CMOS镜头,只是CCM的画质比CMOS高一点,拍照时感应速度也较快,但以照片品质来说还是逊色于CCD镜头,在实际拍摄中也可以感觉出来,取景速度非常快,就算迅速移动手机摄像头时,屏幕都可以迅速显示所捕抓的画面,过程非常流畅,几乎没有什么延迟。

  CCD与CMOS

  由两种感光器件的工作原理可以看出,CCD的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够掌握,所以导致制造成本居高不下,特别是大型CCD,价格非常高昂。

  在相同分辨率下,CMOS价格比CCD便宜,但是CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。到目前为止,市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器;CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上,若有哪家摄像头厂商生产的摄像头使用CCD感应器,厂商一定会不遗余力地以其作为卖点大肆宣传,甚至冠以“数码相机”之名。一时间,是否具有CCD感应器变成了人们判断数码相机档次的标准之一。

  CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低,CCD为提供优异的影像品质,付出代价即是较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输效果。但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用3.3V的电源即可驱动,电源消耗量比CCD低。CMOS影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将ADC与讯号处理器整合在一起,使体积大幅缩小,例如,CMOS影像传感器只需一组电源,CCD却需三或四组电源,由于ADC与讯号处理器的制程与CCD不同,要缩小CCD套件的体积很困难。但如今CMOS影像传感器首要解决的问题就是降低噪声的产生,未来CMOS影像传感器是否可以改变长久以来被CCD压抑的宿命,往后技术的发展是重要关键。

责任编辑:苗苗 发表时间:2015-03-16 15:32
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