国产精品第一视频,亚洲电影激情视频网站,亚洲不卡一区二区三区

數碼相機影像處理部分設計分析

摘要： 目前﹐數碼相機技術進步很快，朝著高解析﹑高ISO、多功能、超薄、超小、防水、防震等方面不斷發展。但其中，數碼相機拍出的照片圖像質量才是最重要的﹐圖片的成像質量與鏡頭、CCD﹑DSP等等均有關聯，特別是影像處理部分硬件方面的設計尤顯關鍵。

關鍵詞： DSP數字處理器 CCD 光電耦合器

Abstract：

Key words :

引言

　　目前﹐數碼相機技術進步很快，朝著高解析﹑高ISO、多功能、超薄、超小、防水、防震等方面不斷發展。但其中，數碼相機拍出的照片圖像質量才是最重要的﹐圖片的成像質量與鏡頭、CCD﹑DSP等等均有關聯，特別是影像處理部分硬件方面的設計尤顯關鍵。

　　本文所說的影像處理部分硬件包含以下幾個部分。(見圖1)

　　關鍵元器件的選擇

　　(1)CCD光電耦合器

　　CCD的總類較多﹐按濾光片的顏色分有原色CCD及補色CCD，原色CCD濾光片按綠藍﹑紅綠方式排序，補色CCD濾光片按洋紅綠﹑青黃方式排序。基本上，原色CCD的色彩還原性好但靈敏度差﹐補色CCD的色彩還原性差但靈敏度好﹐一般數碼相機使用原色CCD的較多。按電荷的轉移方式分有全幀轉移設計(FT)CCD﹑行間轉移設計(IT)CCD﹑幀行轉移設計(FIT)CCD。FT CCD器件面積較大，價格較低;IT CCD面積最小﹑價格最低;FIT CCD面積最大﹐價格最高﹐綜合考慮﹐一般家用普通數碼相機均使用IT CCD。

首先﹐根據相機的設計要求決定CCD使用多少的像素﹐再根據與鏡頭的搭配性確認其合適的尺寸﹐并仔細了解CCD的規格書﹐重點確認飽和輸出及靈敏度的值(如圖2 )﹐選用值大的產品。簡單來說﹐CCD就是將光信號轉化為電信號的器件(如圖3)。

　　(2) IC AFE

　AFE模擬前端，TG時序發生器，CDS關聯雙倍取樣器，通常與CCD驅動、ADC等整合在一起，組成一個整體的從CCD電荷讀出、取樣、放大、模數轉換處理單元IC AFE。基本上，只要選定了CCD，此處理單元AFE也隨之確定。AFE就是將CCD輸出的仿真電信號轉化為數字信號的器件(如圖4、圖5)。

　　(3)DSP數字處理器

　　DSP主要就是對經過AFE得到的數字影像信號進行一系列處理﹐如白平衡﹑亮度調整﹑色調整﹑γ修正﹑銳利化﹑白點﹑熱燥點補正﹑噪聲處理﹑壓縮等﹐一般根據產品的設計規格﹑DSP廠商演示實際效果評價﹑成本分析等決定。(見圖6、圖7)

電路設計

　　上述關鍵元器件確定后﹐就可以根據廠商提供的規格書進行電路設計﹐本文以CCD使用Panasonic MN34542PAJ(12M像素)﹐AFE 使用Panasonic NN12083A﹐DSP 使用Novatek NT96433BG作做設計。

　　電路重點分析說明

　　(1) CCD使用-6V及+12V兩組電源，其中+12V同時提供給CCD輸出電流放大IC U3使用﹐CCD輸出的信號質量直接影響圖像質量﹐故對+12V電源噪聲要求很高﹐需小于60mV(越小越好)。

　　(2) 在AFE電路中﹐CCD信號進入AFE前設計了一個由R210及C242組成的簡單的RC濾波器﹐將高頻噪聲濾掉。AFE各部分使用的電源對噪聲要求較高﹐故使用了三個LDO對電源進行凈化﹐+1.8V同時提供TG及模擬部分﹐用L200作分隔。H1/H2/HL/RG均是對CCD電荷進行驅動轉移及清除用的﹐頻率為40.5MHz﹐瞬間電流較大(達到60~80mA)，對EMI影響很大﹐增加FL200/FL201 LC濾波器作改善。

　　PCB設計

　　考慮到裝配需求﹐通常CCD部分電路單獨使用一塊FPC﹐AFE/DSP及其他電路放在另一塊PCB上，通過FPC輸出連接。

　　(1) CCD FPC設計重點﹕一是CCD輸出兩旁及底部要完整包地﹐線寬要求8mils(1mils=0.0254mm)以上。二是H1/H2/HL/RG優先走線，兩旁及底部要完整包地﹐線寬要求6mils以上﹐并且盡量遠離CCD輸出信號(32mils以上)(見圖8、圖9)。

　(2)AFE/DSP部分﹐CCD輸出﹑H1/H2/HL/RG要求同(1)﹐另外還需要注意﹕一是C237/238/239/241/243/244/246是提供基準電平用的﹐必須與CCD輸出隔直電容C240盡量靠近;二是AFE每組電源旁需放置至少一個0.1mF的旁置電容;三是40.5MHz晶振必須遠離CCD輸出信號。

　　調試

　　樣品組裝出來后，必須經過復雜且繁瑣的調試過程，其中調試的項目、內容、步驟很多，這里只介紹CCD輸出(輸入)信號取樣點的調整﹐因為此對圖像的質量至關重要。

　　(1)調整H1/RG﹐使CCD輸出P與D部分寬度基本相等(如圖10)。