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文檔簡介
1、數(shù)碼相機(jī)的工作流程1.獲取圖像的流程(1)通過鏡頭的光聚焦在CCD上,并被轉(zhuǎn)換成電信號;(2)儲存在CCD中的信號被從TG發(fā)出的驅(qū)動信號取出;(3)此信號被CDS*3消減噪音后在被ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;(4)一但形成數(shù)字圖像數(shù)據(jù),就將被傳送到DRAM并臨時儲存;(5)圖像數(shù)據(jù)被傳送到PROCESS并進(jìn)入Y/C分離(WB)操作;(6)圖像數(shù)據(jù)被以JPEG格式壓縮;(7)圖像數(shù)據(jù)被記錄在CF卡內(nèi)。圖1-2數(shù)碼相機(jī)基本組成2.在LCD上再現(xiàn)圖像的流程(1)從CF卡上獲得的JPEG壓縮格式的數(shù)據(jù)被重新恢復(fù)成原始數(shù)據(jù);(2)恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)被傳送到DRAM;(3)一個CPU在DRAM中獲取圖像數(shù)據(jù)并用D
2、AC將其轉(zhuǎn)化成模擬格式以便在LCD上顯示圖像;(4)將圖像數(shù)據(jù)傳遞給計算機(jī)的流程;(5)從CF卡上獲得的JPEG壓縮格式的數(shù)據(jù)被重新恢復(fù)成原始數(shù)據(jù);(6)恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)被傳送到DRAM;(7)一個CPU*11在DRAM中獲取圖像數(shù)據(jù)并通過RS232C或USB接口將其傳遞給個人計算機(jī):Ø CCD電荷藕合器Ø TG計時發(fā)生器Ø CDS互聯(lián)雙采樣Ø ADC模擬數(shù)字比較器Ø DRAM動態(tài)隨機(jī)存儲器Ø PROCESS處理器Ø Y/CØ WBØ JPEGØ CFØ CPUØ DACYo
3、ut(亮度信號)/Cout(顏色信號)白平衡聯(lián)合圖像專家組壓縮格式袖珍閃存卡中央微處理器數(shù)字模擬比較器數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)原理數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)的膠片相機(jī)如果僅從外觀上看,兩者區(qū)別似乎并不太大,只是大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)都有一個LCD液晶顯示屏,而在傳統(tǒng)相機(jī)中則少見,其實(shí)兩者最大的區(qū)別還在于它們各自的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其原理上。雖然數(shù)碼相機(jī)的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)、電子快門系統(tǒng)、電子測光及操作與傳統(tǒng)相機(jī)并無太大差別,但數(shù)碼相機(jī)的其他特性結(jié)構(gòu),如光電傳感器(CCD或CMOS)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、圖像處理單元(DSP)、圖像存儲器、液晶顯示屏(LCD)以及輸出控制單元(連接端口)等基本元器件的結(jié)構(gòu)和工作原理(如圖2-1所示)與基
4、于膠片的傳統(tǒng)相機(jī)卻有本質(zhì)的區(qū)別。圖2-1數(shù)碼相機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖2.1光學(xué)鏡頭人類用眼睛來感知色彩繽紛的世界,而照相機(jī)則是用鏡頭來攝取美麗的景物的??陀^存在的場景實(shí)際上是一種光學(xué)信息,它反射出不同亮度和光譜(即顏色)的光線。照相機(jī)就是要把某一瞬間的光線永久保存下來,傳統(tǒng)照相機(jī)是把這些光線轉(zhuǎn)化對應(yīng)為膠片上化學(xué)藥劑的變化,而這些膠片也只是半成品,還需進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)才能顯影,可見傳統(tǒng)照相機(jī)(膠片相機(jī))的拍攝過程完全是光信號與化學(xué)信號的轉(zhuǎn)換過程,而數(shù)碼相機(jī)不管其最終的存儲介質(zhì)是什么,其本質(zhì)是把一組一定亮度和光譜的光線轉(zhuǎn)化為一堆二進(jìn)制數(shù),然后保存在某種記錄介質(zhì)上,屬于光信號與電信號的轉(zhuǎn)換。然而不論是數(shù)碼相
5、機(jī)還是傳統(tǒng)照相機(jī),首先接收的都是景物的光學(xué)信息,所以,光學(xué)鏡頭是必不可少的第一組件,被攝景物必須經(jīng)過光學(xué)鏡頭才能成像到成像器件上。因此,人們常說鏡頭是相機(jī)的眼睛。1.鏡頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)碼相機(jī)攝影鏡頭的結(jié)構(gòu)從鏡頭前面看依次是:鏡頭保護(hù)玻璃、透鏡部件、光學(xué)低通濾光器、紅外截止濾光器以及CCD保護(hù)玻璃和CCD影像傳感器等??扉T放在透鏡組件中間或前面,且多數(shù)與光圈合用,如圖2-2所示。圖2-2數(shù)碼相機(jī)鏡頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2鏡頭的中心分辨率與邊緣分辯率CCD是把光信號變換為電信號的攝像器件,在一定的CCD面積人,像素數(shù)越多,把光信號變換為電信號的像素單元也就越多。然而像素的間隔是有極限的,即像素尺寸不能太小。否則,
6、生產(chǎn)的成品率將大大降低,造成生產(chǎn)成本大幅度提高。通常,像素間隔在5m以下,對1/4英寸大小的CCD元件,它的長寬為3.6mm,像素數(shù)為800(H)X510(V)。光學(xué)上以黑白線作為線對,根據(jù)在1mm長度上能分開多少線對作為分辯能力的度量標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計鏡頭時,為了滿足像素間隔在5m以下,鏡頭的分辯率必須達(dá)到100線對/mm以上。但是,對鏡頭來說,由于畫面邊緣的分辯率能力只有中央分辯率的50%70%,為了保證全畫面100線對/mm,在鏡頭設(shè)計時,其中間部分的分辯率應(yīng)該有150200線對/mm。由于對數(shù)碼相機(jī)鏡頭的評價越來越受到重視,目前一些機(jī)型在說明書分別注明鏡頭中心分辯率與邊緣分辯率。3透鏡組件單
7、從理論上講,為了能在CCD面上成像,只要一片透鏡就行了,但是在實(shí)際應(yīng)用中,由于透鏡有其特有的球差、色差等影響成像質(zhì)量的像差存在,為了解決像質(zhì)問題,在鏡頭設(shè)計中采用了不同曲率、不同的材料的透鏡組合以消除或減輕其影響。此外,也有用非球面透鏡的方法。非球面透鏡對除去球面像差、減少透鏡片數(shù)、提高像質(zhì)效果很好。隨著樣板加工技術(shù)的發(fā)展,塑料非球面和玻璃非球面在鏡頭中的應(yīng)用也越來越多。相機(jī)的鏡頭組件可由許多獨(dú)立的磨光玻璃元件組成,或用透明塑料壓制而成,它的功能是將光線聚焦到感光面上。鏡頭組件的質(zhì)量越高,拍出的照片就越清晰,數(shù)碼相機(jī)鏡頭組件的主要功能是把光線會聚到CCD或CMOS圖像傳感器上。對于定焦相機(jī),鏡
8、頭、物體和聚焦平面之間的理想距離要精確計算,從而固定鏡頭組件和光圈的位置。對于變焦相機(jī),有一個機(jī)械裝置可向前或向后移動鏡頭組件,一直讓它保持在聚焦平面中央,使你能夠捕捉到距離鏡頭更換或更遠(yuǎn)的物體。大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)具有內(nèi)置聚焦裝置,采用紅外線自動對焦方式。這些相機(jī)測量波束反射回相機(jī)的時間,并計算相機(jī)到物體之間的距離,以此來移動鏡頭組件。高品質(zhì)的專業(yè)數(shù)碼單反相機(jī)使用一種波動自動對焦系統(tǒng),它讀出圖像,比較取景器中相鄰范圍內(nèi)物體的對比度。使用這種系統(tǒng)聚焦非常精確,而且還可及時更換鏡頭,因?yàn)榫劢故峭ㄟ^安裝的鏡頭來測量的。4焦距與視場角鏡頭作為一種光學(xué)器件,最主要的特性指標(biāo)就是焦距值。焦距是鏡頭的一個非常重
9、要的概念,因?yàn)榻咕鄾Q定了在給定距離內(nèi),膠卷或CCD所成圖像的大小,焦距加倍也將使圖像的大小加倍,鏡頭的焦距不同,相機(jī)能拍攝的景物廣闊程度也就不同,同時拍攝的場景濃度也不同,照片效果也迥然相異。在傳統(tǒng)的相機(jī)術(shù)語中,標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距大約等于底片的對角線,一個標(biāo)準(zhǔn)35mm相機(jī)使用的是24mm*36mm底片,焦距大約為43mm。對于一個典型的數(shù)碼相機(jī),CCD的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于35mm底片的面積。所以,數(shù)碼相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的體積和焦距都比35mm膠片相機(jī)要小得多。例如,用于1/4英寸CCD的數(shù)碼相機(jī)的攝影鏡頭,它的1/4英寸CCD與35mm膠片相比,對角線之比為1:9.6,如圖2-3所示(圖中APS為先進(jìn)照相系統(tǒng)
10、專用膠片)。其鏡頭視場角的比例也是1:9.6,在設(shè)計時只要鏡頭的尺寸和焦距按比例縮小就行,如圖2-4所示。圖2-3CCD與膠片的畫面尺寸比較圖2-4同一視場角CCD與35MM膠片的焦距數(shù)碼相機(jī)鏡頭上標(biāo)明的焦距通常是7mm、9mm,在35mm相機(jī)上都是超廣角或魚眼鏡頭,而對于數(shù)碼相機(jī)來說,它們只相當(dāng)于35mm相機(jī)的小廣角鏡頭。鏡頭視場角與焦距的關(guān)系是什么呢?從鏡頭的中心節(jié)點(diǎn)到成像平面對角線進(jìn)入的角度。廣角鏡頭具有更大的視場角,能比我們的眼睛“看到”更多的景物。通過廣角鏡頭看的物體比用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭看到的要小很多。長焦鏡頭的視場角較小,只能看到一個狹小角度內(nèi)的物體,看到的物體少,物體顯得大了許多。就像通
11、過望遠(yuǎn)鏡看東西一樣,物體被放大,長焦鏡頭也因此被稱為攝遠(yuǎn)鏡頭。我們不能看出,對于相同的成像面積,鏡頭焦距越短視場角就越大;而對于同樣焦距的鏡頭而言,成像面積越小,鏡頭的視場角也越小,如圖2-5所示。圖2-5鏡頭的焦距與視場角35mm相機(jī)的成像面積等于135膠卷的感光面積標(biāo)準(zhǔn)的36mm*24mm,數(shù)碼相機(jī)使用CCD傳感器代替了傳統(tǒng)相機(jī)中膠卷的位置,其面積有好幾種規(guī)格,從高檔專業(yè)相機(jī)的18.4mm*27.6mm到普通數(shù)碼相機(jī)的2/3、1/2、1/3英寸各不相機(jī),也就是說,同樣的9mm鏡頭,在有的相機(jī)上是廣角效果,但在別的相機(jī)上可能就變成了標(biāo)準(zhǔn)鏡頭,所以,我們要依靠焦距值來區(qū)分?jǐn)?shù)碼相機(jī)鏡頭的視場是很
12、不方便的,為此,數(shù)碼相機(jī)廠家通常都會提供一個容易比較的相對值,也就是標(biāo)出與數(shù)碼相機(jī)鏡頭視場角相同的35mm相機(jī)鏡頭焦距,這樣的對應(yīng)焦距值我們就很容易理解了。像富士MX-700的鏡頭焦距是7.6mm,對角線視場角70度,相當(dāng)于35mm鏡頭,是個小廣角;尼康的COOLPIX900裝有5.817.4mm鏡頭,相當(dāng)于38115mm的標(biāo)準(zhǔn)變焦鏡頭,我們在評價與選購數(shù)碼相機(jī)時,也只要參考換算到35mm相機(jī)的鏡頭焦距就可以了。數(shù)碼相機(jī)鏡頭的CCD的面積小于膠片,要實(shí)現(xiàn)小面積的優(yōu)質(zhì)成像,只要很小的透鏡尺寸就足夠了。而且,實(shí)際上決定鏡頭結(jié)構(gòu)的是它的有效視角,而不是簡單的焦距值,數(shù)碼相機(jī)上的9mm鏡頭采用的是傳統(tǒng)
13、相機(jī)上35mm小廣角鏡頭的設(shè)計,而不是9mm魚眼鏡頭的結(jié)構(gòu)。因此,數(shù)碼相機(jī)鏡頭的焦距值與實(shí)際成像效果并無直接聯(lián)系,由于透鏡的體積小了,相對成本就降低了,而成像的質(zhì)量卻增加了。一些數(shù)碼相機(jī)沒有標(biāo)準(zhǔn)鏡頭,但可在廣角和長焦之間向前或向后拉動鏡頭,由于寬鏡頭不十分寬,長鏡頭也不十分長,所以,一種鏡頭就能滿足大多數(shù)普通照相的需要。現(xiàn)有的數(shù)碼相機(jī)中大多數(shù)不帶變焦鏡頭。這是因?yàn)閿?shù)碼相機(jī)對鏡頭的要求非常高,使得鏡頭的價格占整機(jī)的比例也加大??紤]成本的關(guān)系,中低檔數(shù)碼相機(jī)不太可能裝備價格昂貴的變焦鏡頭。為代替變焦鏡頭,一些數(shù)碼相機(jī)帶有兩焦距切換裝置,該裝置不像變焦鏡頭那樣自由,而只在“廣角”和“望遠(yuǎn)”兩檔間切換
14、使用。5低通濾光器光學(xué)低通濾光器的作用是防止由CCD影像傳感器由于像素間隔而產(chǎn)生的偽色及波紋。數(shù)碼相機(jī)采用了水晶等的光學(xué)折射特性截去高頻部分的方法來實(shí)現(xiàn)低通濾光器的功能,由于低通濾光器會使分辨能力下降,因此,有些機(jī)種地不采用低通濾光器的。6紅外截止濾光器數(shù)碼相機(jī)屬于無膠片照相機(jī),不受膠卷對中的限制,所以相機(jī)的鏡頭可以隨意設(shè)置,不必一定在機(jī)身正面的中央,有時可以靠近一邊或角上。此外,由于CCD對紅外線比較敏感,鏡頭增加特殊的鍍層或外加濾鏡也會大大提高成像質(zhì)量。2.2圖像傳感器圖像傳感器又稱影像傳感器或光電傳感器,其作用是將接收到的光(圖像)信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電信號。目前,數(shù)碼相機(jī)使用的圖像傳感器有占
15、主導(dǎo)地位的CCD和新開發(fā)的CMOS兩種類型。1CCD與CMOS圖像傳感器目前,絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用的是CCD(ChargeCoupledDevice)電荷耦合器件。CCD是由縱橫排列有序的最多可達(dá)百萬個光電二極管及譯碼尋址電路組成。當(dāng)光線經(jīng)鏡頭匯聚成像在CCD上時,每個光電二極管會因感受到的光強(qiáng)的不同而耦合出不同數(shù)量的電荷。通過譯碼電路可取到每一個光電二極管上耦合出的電荷而形成電流,該電流經(jīng)A/D變換即形成一個二進(jìn)制數(shù)字量,該數(shù)字即對應(yīng)一個像素點(diǎn),實(shí)際中二極管數(shù)量通常大于照片像素點(diǎn)數(shù)量,上百萬像素點(diǎn)數(shù)字量的集合,即構(gòu)成了數(shù)字照片,接下來就是如何進(jìn)一步處理、保存這些數(shù)字。CCD的像素和面積是決定
16、畫質(zhì)的重要因素,像素數(shù)越多、面積越大,圖像質(zhì)量越高。目前中檔數(shù)碼相機(jī)大多使用像素數(shù)3541萬、1/3英寸CCD;高檔機(jī)則使用像素數(shù)80140萬、2/3英寸CCD。此外,CCD的像素形狀對畫質(zhì)也有影響,早期的數(shù)碼相機(jī)沿用電視攝像機(jī)所用的豎長型畫CCD,但是,由于電腦的畫面是由正文型的像素構(gòu)成的,從CCD直接輸入到電腦的圖像會變成寬型。為了正確表現(xiàn)圖像,需要經(jīng)過軟件進(jìn)行一定比例的修正,這樣一來,圖像也有一定程度的失真,因此,目前專門設(shè)計的正方像素CCD的機(jī)種在逐步增加。CCD從結(jié)構(gòu)原理上可分為線性CCD(linearCCD)和陣列(CCDARRAY)兩種方式。線性CCD每次只拍攝圖像的一條線,用于
17、高分辯率的室內(nèi)掃描數(shù)碼相機(jī),線性CCD掃描影像時,在圖中畫出像素組成的每條線,這與臺式掃描儀掃描圖片的方法相同,速度很慢,分辨率越高,獲得一幅完整的圖像需要的時間就越長。此外,使用線性CCD掃描的數(shù)碼相機(jī)需要一個保持靜止的目標(biāo),無法使用線性CCD來拍攝移動物體。室內(nèi)照明或明亮的陽光是線性CCD必須的,線性CCD無法使用閃光燈,以為它一閃而過,不可能持續(xù)幾分鐘來等待圖像的掃描與記錄完畢。陣列CCD包含一個光敏元件矩陣,而不是單條線的CCD元件。矩陣中的每個元件代表圖像中的一個像素。當(dāng)快門按動時,整個圖像同時曝光,同時拍攝,顯然,矩陣中的像素越多,所獲得的圖像分辯率就越好。除CCD外,近年CMOS
18、光電轉(zhuǎn)換器件技術(shù)也在發(fā)展,CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)器件與CCD相比,CMOS很容易與A/D電路、數(shù)字信號處理等電路集成在一起,CMOS芯片生產(chǎn)成本低,成品率高,并且明顯降低了功耗。此外,CCD只能單一的鎖存落到成千上萬的采樣點(diǎn)上的光線的狀態(tài),CMOS則可以完成其他許多功能:如模數(shù)轉(zhuǎn)換、負(fù)載信號處理、白平衡處理及相機(jī)控制等。還有可能在不會大幅度提高成本的前提下增加CMOS的密度和位深度。鑒于上述原因,很多業(yè)界分析家認(rèn)為,將來終有一天,所有的初級數(shù)碼相機(jī)都將是基于CMOS器件的,而只有中檔和高端產(chǎn)品仍將使用CCD。目前,CMOS成像器件在解像度和色彩還原方面還不盡如人意,如圖像有噪聲,準(zhǔn)確
19、捕獲動態(tài)圖像的能力還不強(qiáng)。這表明,CMOS要想終成大器,還有很長的路要走。2CCD的顏色處理為了獲得彩色圖像,光線必須在到達(dá)CCD前經(jīng)過一組彩色濾波器,每個彩色濾波器分離出組成彩色圖像的紅、綠、藍(lán)三原色中的一色。線性CCD數(shù)碼相機(jī)使用3線CCD處理彩色,它實(shí)際上將三行濾波器嵌在CCD元件上,每個濾波器分離出一個不同的原色,但CCD可同時捕獲所有的三色,這消除了分色問題并加快實(shí)際的相片生成速度,當(dāng)然,這類系統(tǒng)仍然較慢,不能用于快照相機(jī)中。陣列CCD數(shù)碼相機(jī)處理彩色的方法有兩種:一種方法是將彩色濾波器嵌在CCD矩陣中,相近的像素具有不同的濾波器,在記錄相片的過程中,相機(jī)內(nèi)部的微處理器從每個像素獲得
20、信號,并與最接近它的相同顏色點(diǎn)作平均,對中間點(diǎn)進(jìn)行估算,該方法允許瞬間曝光,微處理器能處理得非???,唯一的不足是所生成的圖像略有點(diǎn)模糊,因?yàn)槠渲泻袛?shù)學(xué)計算。處理彩色的另一種方法是使用三棱鏡,它將從鏡頭射入的光分成多個陣列,每個陣列都有不同的內(nèi)置光柵來過濾三原色,這些圖像再合成出一個高分辯率的、顏色精確的圖像,雖然平均的方法仍是處理過程的一部分,但因?yàn)橛性S多的信息可用于平均,其結(jié)果也就更加精確。該方法的主要缺陷在于包含的數(shù)據(jù)太多。它們存儲在相機(jī)的RAM緩沖區(qū)內(nèi),在你拍攝另一張相片前,必須存儲圖像并清除緩沖區(qū),這類數(shù)碼相機(jī)必須接在計算機(jī)上,主要用于室內(nèi)拍攝,價格非常昂貴。2.3模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換
21、器即A/D轉(zhuǎn)換器(Analog-to-DigitalConverter)。A/D轉(zhuǎn)換器能將連續(xù)形式的模擬信號進(jìn)行量化(離散化),轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的離散形式的數(shù)字信號。A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用非常廣泛,常見的有電壓頻率A/D轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制A/D轉(zhuǎn)換器、雙斜率積分A/D轉(zhuǎn)換器以及作為PC機(jī)的適配器,用于溫度運(yùn)動和其他的連續(xù)變化狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控等。數(shù)碼相機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的作用是將圖像傳感器得到的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并傳送到圖像處理單元。2.4數(shù)字信號處理器數(shù)字信號處理器(DigitalSignalProcessor)是數(shù)碼相機(jī)的心臟,它的主要功能是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法,對數(shù)字圖像信號進(jìn)行優(yōu)化處理,優(yōu)
22、化處理包括:白平衡、彩色平衡、伽瑪校正與邊緣校正,這些優(yōu)化處理的效果將直接影響數(shù)碼照片的品質(zhì)。DSP數(shù)字信號處理技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。DSP芯片是數(shù)字信號處理、微電子學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和計算機(jī)數(shù)學(xué)的綜合科研成果,早在數(shù)碼相機(jī)之前,DSP芯片便已廣泛應(yīng)用于磁盤驅(qū)動器、蜂窩式電話、調(diào)制解調(diào)器、無線電接收機(jī)、微控制器、光盤機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等諸多領(lǐng)域,并將在今后絕大部分的電子設(shè)備中得到應(yīng)用。DSP芯片一般分為通用型與專用型兩種。任何一個DSP芯片本質(zhì)上都是一個單處微型計算機(jī),然而它是專門設(shè)計用來處理數(shù)字信號的,其最大的特點(diǎn)是極高的運(yùn)算速度,與普通的微型計算機(jī)相比大約要快2個數(shù)量級,能夠在短時間內(nèi)完
23、成許多復(fù)雜而繁瑣的數(shù)學(xué)運(yùn)算。DSP芯片的內(nèi)部采用雙重的哈佛結(jié)構(gòu),配有相互獨(dú)立的可以平等操作的3個執(zhí)行單元(算術(shù)邏輯單元、地址形成單元和程序控制單元)、一個程序存儲器、兩個數(shù)據(jù)存儲器和其他用途的存儲器、多條相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)母線和地址母線、幾個多功能的外圍設(shè)備、一個存儲器擴(kuò)充口、一個時鐘發(fā)生器和其他一些特殊功能的部件。目前數(shù)碼相機(jī)中應(yīng)用最多的是美國德州儀器公司的TMS320C2XX和TMS320C5XX兩個系列的產(chǎn)品,該產(chǎn)品的運(yùn)算速度高達(dá)100MPS以上,而且加功耗低。2.5圖像數(shù)據(jù)壓縮器數(shù)碼相機(jī)的圖像處理還包括數(shù)據(jù)壓縮。圖像數(shù)據(jù)壓縮的目的是為了節(jié)省存儲空間,目前應(yīng)用比較流行的壓縮算法是“JPEG2
24、000”。JPEG編碼壓縮器的作用是把得到的圖像轉(zhuǎn)換成JPEG格式。為了降低單位畫幅的存儲費(fèi)用,目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)采用了多種不同壓縮比例可供選擇的壓縮存儲方式。具有壓縮存儲方式的數(shù)碼相機(jī),可在拍攝存儲時具有更大的靈活性。目前大多數(shù)碼相機(jī)采用的壓縮方式為JPEG方式,即靜止圖像壓縮方式。這種壓縮方式容易造成數(shù)據(jù)圖像的損傷,特別是高比例的壓縮將使解壓恢復(fù)圖像的質(zhì)量劣化,所以,若要保證圖像的質(zhì)量,不宜一味追救求過高比例的壓縮存儲方式?,F(xiàn)在已有采用MPEG壓縮方式的數(shù)碼相機(jī)問世,這種相機(jī)可以存儲活動的圖像和聲音,成為名副其實(shí)的多媒體視聽相機(jī)。2.6圖像存儲器數(shù)碼相機(jī)中的存儲器用于保存圖像。存儲器可以是
25、一個電子存儲器或一張存儲卡,也可以是數(shù)據(jù)光盤或軟盤;可以是活動的,也可以是固定的。普通相機(jī)中的膠卷在數(shù)碼相機(jī)中變成了電子存儲器或存儲卡。低檔的數(shù)碼相機(jī)以內(nèi)裝存儲器為主,其缺點(diǎn)是當(dāng)存儲器存滿后,必須暫時停止拍攝,要等到存儲的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)處理輸出之后才能繼續(xù)拍攝。對于存儲卡型的照相機(jī),只要有備用的存儲卡,就可以像換膠卷一樣,拍攝張數(shù)不受限制。可移動式存儲卡的形式有多種,將不同形式的存儲卡上的住處傳送給計算機(jī),所采用的方式不同。應(yīng)用于較多的有I型,II型PC卡和采用PC卡標(biāo)準(zhǔn)的閃速存儲卡(Flashcard),其特點(diǎn)是可直接插入便攜式電腦的PC卡插口,將住處輸入便攜式計算機(jī),也可用PC卡信息讀取器將信
26、息讀出后輸入便攜式計算機(jī)。如KINGMAX勝創(chuàng)科技公司最近推出的CompactFlash存儲卡的部分結(jié)構(gòu)采用強(qiáng)化玻璃及金屬外殼,重量只有15克,體積很小(36mmX43mmX3.3mm),攜帶方便。目前有4MB、8MB、16MB三種Flash存儲產(chǎn)品。CompactFlash存儲卡采用StandardATA/IDE接口界面,配備有專門的PCMCIA轉(zhuǎn)換卡,筆記本電腦的用戶可直接在PCMCIA插槽上使用,使數(shù)據(jù)很容易在數(shù)碼相機(jī)與電腦之間傳遞,而且PCMCIA傳輸速度比RS-232快10倍。該產(chǎn)品能耗小,在幾種狀態(tài)下分別為睡眠10mA、寫36125mA。在突發(fā)模式下,從存儲卡和主機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>
27、速度分別是2.5MB/秒和16.6MB/秒。另外,還有SSFDC固態(tài)軟盤卡,即SmartMedia卡,體積很小,只有火柴盒大小,不能直接插入計算機(jī)和PC卡讀取器,必須將它裝入一個轉(zhuǎn)換器后才能插入PC卡讀取器或便攜式計算機(jī)的驅(qū)動器,然后就可像PC卡和標(biāo)準(zhǔn)閃速存儲卡一樣調(diào)出信息。1997年,數(shù)參政相機(jī)的存儲器取得了新的進(jìn)展,在一些新推出的幾種中甚至獲得了創(chuàng)新性成就:如柯尼卡Q-EZ相機(jī),采用了同英特爾公司等和柯尼卡公司合作開發(fā)的MC微小型存儲卡,該卡的外形尺寸為38mmX33mmX3.5mm,且在很多方面都很有特點(diǎn);夏普MD-PS1相機(jī)采用了索尼公司的MD數(shù)據(jù)技術(shù),MD小型數(shù)據(jù)光盤直徑為6.4cm
28、,存儲容量為140MB,可存的靜像畫面,在精細(xì)像質(zhì)方式時為1000幅,而在標(biāo)準(zhǔn)像質(zhì)方式多達(dá)2000幅,還可附加聲音和攝影數(shù)據(jù);索尼公司的MV-FD5與MV-FD7相機(jī),采用3.5寸軟磁盤,容量為1.4MB,記錄相片的數(shù)量雖不多,但價格遠(yuǎn)比快閃存儲器低。2.7液晶顯示器液晶顯示器(LiquidCrystalDisplay)是用于取景或是查看拍攝到的圖像的一種器件。采用彩色LCD取景方式,直觀、悅目,而且可將已存儲的影像再通過彩色LCD顯示,有的還可以多幅同時顯示,便于比較和鑒定影像質(zhì)量,還有極少數(shù)數(shù)碼相機(jī)可使畫面動態(tài)顯示并播出聲音,使數(shù)碼相機(jī)一機(jī)多用,成為多媒體相機(jī)。LCD液晶顯示器與其他顯示器
29、件相比,具有以下一些優(yōu)點(diǎn):工作電壓低(1.56V)、功耗低(110/CM2)、體積小、重量輕、形狀薄、成本低、外形尺寸及顯示圖形的設(shè)計容易。顯示信息量大且無閃爍、能直接與CMOS集成電路相匹配等。追根溯源,其實(shí)液晶早在19世紀(jì)末,就由奧地利植物學(xué)家萊尼茲發(fā)現(xiàn)了??墒撬了?0多年,一直默默無聞。直到20世紀(jì)60年代英國的科學(xué)工作者才使液晶“亮”了起來。液晶是液態(tài)晶體的簡稱。它既是一種液體(能流動)又像晶體(具有晶體的光學(xué)性質(zhì))的物質(zhì)。而液晶分子的排列有一定秩序,但這種秩序?qū)ν饨绲臈l件(如溫度、電磁場)的變化十分敏感。在電場的作用下,液晶分子的排列會發(fā)生變化,從而影響到它的光學(xué)性質(zhì),這種現(xiàn)
30、象稱為電光效應(yīng),利用液晶的電光效應(yīng),英國的科學(xué)家制造了第一塊LCD。LCD具體工作方式是:液晶中的分子在同一個液面(平面)內(nèi)是像百葉窗條一樣一條一條整齊地排列著,而分子的向列從一個液面到另一個液面過渡時會逐漸扭轉(zhuǎn)90度。也就是說兩層分子的排列的相位相差90度,而這種扭曲向列的液晶有一個奇妙的特性,它可以將入射光偏振方向扭轉(zhuǎn)90度,一束光入射,經(jīng)玻璃、透明電極而通過液晶材料時,其極化方向扭轉(zhuǎn)90度,因而扭射后的入射光就順利通過下極化器而被反射器反射回來,于是呈現(xiàn)出透明的“亮”顯示,而當(dāng)在電極板之間加一個電場,液晶分子在每一個液面上的取向皆與外界電場的方向一致,不再層與層之間差90度的相位,此時光線無法透過下極板照到反光器上,從而呈現(xiàn)了不透明的“暗”狀
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