本篇為大家簡(jiǎn)單介紹攝像頭的工作原理，請(qǐng)大家指正。

1、工作原理：

景物通過(guò)鏡頭（LENS）生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器（sensor）表面上，然后 sensor 感光像 素點(diǎn)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)過(guò) A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，再送到數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP） 中加工處理，再通過(guò)數(shù)據(jù)口傳輸?shù)?a href="http://m.xsypw.cn/v/tag/107/" target="_blank">手機(jī)或電腦中處理，通過(guò)顯示屏（DISPLAY）就可以看到圖像了。

2、數(shù)據(jù)格式：

數(shù)字信號(hào)處理(DSP)sensor陣列輸出的信號(hào)，在每個(gè)像素上都只是單色的，需要用相鄰像素的色彩去猜測(cè)本像素的其他色彩。這個(gè)由傳感 器直接輸出的，每個(gè)像素只有單色信息的數(shù)據(jù)，叫做 Raw RGB 數(shù)據(jù)。而 DSP 的目的，就是把 Raw RGB 數(shù)據(jù)，去通過(guò)計(jì)算和后期加工，變成真正的 RGB 或 YUV 格式的數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)而言之，DSP 的主要工作， 就是把 Raw RGB 格式轉(zhuǎn)換成 RGB 格式或者是 YUV 格式。

ISP(Image Signal Processing)或DSP(Digital Signal Processing)， 圖像信號(hào)處理，就是處理圖像的器件。ISP/DSP將由 Sensor 輸出的原始信號(hào)處理成通用的成像數(shù)據(jù)，這些 處理過(guò)的成像數(shù)據(jù)可以直接被 AP 處理器或者 MTK、高通的基帶芯片來(lái)使用，至于這些通用的圖像格式 數(shù)據(jù)，是再處理還是顯示還是保存，這就看各個(gè)平臺(tái)的應(yīng)用需求。

RGB 數(shù)據(jù): 理論上任何顏色都可以用紅(R)綠(G)藍(lán)(B)三種基本顏色混合而成。RGB稱為三基色。RGB 格式有 RGB565，RGB24， ARGB32 等幾種標(biāo)準(zhǔn)。大家都知道，在數(shù)據(jù)傳輸中，一個(gè)字節(jié)是 8 個(gè)比特。RGB565：共 16 比特， 占兩個(gè)字節(jié)。其中 5 個(gè)比特表示 R，6 個(gè)比特表示 G，剩下來(lái) 5 個(gè)比特表示 B，所以一共可以表 示的顏色數(shù)為 2^16 = 65536 色， 其中紅色 R 和藍(lán)色 B 可表示為 32 種不同值，而綠色 G 可以表示 為 64 種不同值；RGB24：共 24 比特，占三個(gè)字節(jié)。其中 RGB 三種顏色各種 8 個(gè)比特位， 所 以一共可以表示的顏色數(shù)為 2^24 = 1677 萬(wàn)色，每種顏色可表示成 256 種不同值；ARGB32：共32 比特，占四個(gè)字節(jié)。其中 RGB 三種顏色各占 8 比特，剩下來(lái) 8 比特表示 Alpha 通道值， 所以一共可以表示的顏色數(shù)為 2^24 = 1677 萬(wàn)色，每種顏色可表示成 256 種不同值。但是因?yàn)榧恿?Alpha 值，所以每種顏色還可以另外顯示為 256 種不同的透明度。

YUV的原理是把亮度與色度分離，研究證明,人眼對(duì)亮度的敏感超過(guò)色度。利用這個(gè)原理，可以把色度信息減少一點(diǎn)，人眼也無(wú)法察覺(jué)這一點(diǎn)。YUV三個(gè)字母中，其中"Y"表示明亮度（Luminance）也就是灰階值；而"U"和"V"表示的則是色度（Chrominance），作用是描述影像色彩及飽和度，用于指定像素的顏色。采用YUV色彩空間的重要性是它的亮度信號(hào)Y和色度信號(hào)U、V是分離的。

YUV 數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn) RGB 數(shù)據(jù)互相轉(zhuǎn)換公式：

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B

U = 0.147R - 0.289G + 0.436B

V = 0.615R - 0.515G - 0.100B

R = Y + 1.14V

G = Y - 0.39U - 0.58V

B = Y + 2.03U

Raw數(shù)據(jù)：CCD/CMOS感受光線后輸出的原始數(shù)據(jù)只有灰度數(shù)據(jù)，因?yàn)闉V光層關(guān)系每個(gè)灰度數(shù)據(jù)只表示一種顏色的強(qiáng)度，所以 Raw 數(shù)據(jù)就是傳感器輸出的原始圖像數(shù) 據(jù)，其中的顏色信息是不完整的，不通過(guò)計(jì)算插值出其他顏色信息的話，是還原不出完整圖像的。

3、圖像輸出：

目前市面上的平臺(tái)廠商，例如 MTK、高通、展訊、全志、安霸等都有自己的圖像處理引擎，其實(shí)就 是一塊封裝了 ISP 以及其他功能的芯片。這塊芯片的主要作用，是處理原始圖像數(shù)據(jù)(Raw)。Pre-ISP 部分稱之為前端影像處理，是把原始圖像數(shù)據(jù)處理為通用圖像數(shù)據(jù)的最關(guān)鍵的一個(gè)部分。各 家的圖像處理引擎中，最核心的也就是這個(gè) Pre-ISP 的部分，對(duì)應(yīng)著不同的圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理方式。其實(shí)簡(jiǎn)單地說(shuō) Pre-ISP 就是一個(gè)調(diào)整圖像的過(guò)程(類似 PS 的過(guò)程)。這個(gè)和在電腦上用 Photoshop 或者光影魔術(shù)手去給你的圖像拉曲線，調(diào)色調(diào)等是一樣的過(guò)程。只不過(guò) ISP 是直接處理 Raw-RGB 數(shù)據(jù) 的，這個(gè)原始數(shù)據(jù)雖然是不完整的 RGB 顏色數(shù)據(jù)，但是沒(méi)有失真和畫質(zhì)損耗，處理 Raw-RGB 數(shù)據(jù)，所帶 來(lái)的畫質(zhì)損失是最小的。而經(jīng)過(guò) Pre-ISP 處理過(guò)的數(shù)據(jù)，即 RGB 或者 YUV 數(shù)據(jù)，雖然有了完整的顏色 信息，但是畫質(zhì)已經(jīng)有了一定的損耗。如果再把這個(gè) RGB 或 YUV 數(shù)據(jù)編碼壓縮成 JPG 格式，畫面細(xì)節(jié)的 損耗就更大了。而我們一般是直接使用出片的 JPG 文件去更進(jìn)一步的處理，在手機(jī)上或者導(dǎo)出到電腦上進(jìn)一步修改，這就是第三次對(duì)畫質(zhì)進(jìn)行了損壞。