摄像头基础知识介绍

摄像头基础知识介绍

二、摄像头市场状况

随着网络的发展，IT产品的日趋普及，摄像头也基本上渐渐成为计算机的标配，更成为新新人类上网不可缺少的一部分。市面上的摄像头品牌非常多，产品良莠不齐，给消费者选购造成一定的困难。

三、摄像头基本知识介绍

摄像头主要由数字信号处理芯片DSP、CMOS传感器、镜头三部分组成，下面的篇幅我们将对摄像头的各组成部分作详细的介绍。

四、摄像头硬件组成

1、数字信号处理芯片DSP

数字信号处理芯片DSP是摄像头的大脑，效果相同于计算机里的CPU，它的功能主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对由CMOS传感器传来的数字图像信号进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备，是摄像头的核心设备。

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)

中星微电子公司的301系列芯片是目前市面上最常见、效果最好的DSP芯片。（上图）

中星微(VIMICRO)301系列拥有影像光源自动增益补强技术，自动曝光、自动白平衡，色彩饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术。动态画面流畅驱动，实时还原真实场景，层次表现力很强，图像变化十分平滑，视觉效果十分舒适。

2、CMOS传感器(SENSOR)

CMOS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。在采用CMOS为感光元器件的产品中，通过数字信号处理芯片DSP处理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先进的影像控制技术。市场上的摄像头产品采用的CMOS 品牌主要有MICRON，HYNIX，TASC等这三家的市场占有率接近于100%。

目前主流的CMOS传感器（下图）

3、镜头

镜头的组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般有塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。玻璃对光的透过要远远好于塑料，尤其是是否镀增透膜，这是一个非常重要的指标。正常光线进入玻璃镜片会有10%-15%的光损失，若不镀增透膜会严重影响画面的亮度及流畅性.镀膜后，光线仅仅会损失3%-5%. 市场上常用塑料镜头是没有镀增透膜，它的光损失会达到15%-20%，画面发暗。通常摄像头用的镜头构造有、1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、4G 等。透镜越多，成本越高；玻璃透镜比塑胶贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头，成像效果就相对塑胶镜头会好。现在市场上的大多摄像头产品为了降低成本，一般会采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头(即、1P、2P、1G1P、1G2P等)，只有采用4G玻璃镜头才是具有较好的光学品质的摄像头。

目前市场常用镜头类型:玻璃镜头(即全玻镜头)和塑料镜头.如下图

镜头/项目

结构

相对孔径

光学镀膜

成像画面

分辨率

外观

玻璃镜头

4片玻璃镜片+1片滤光片

1.8---

2.0

单层赠透膜或多层增透膜

真实

中心、125线对/mm边缘、80 线对/mm

精致金属壳体

塑料镜头

2片塑料镜片+1片滤光片

2.0---2.2

没有镀膜

一般

中心、120线对/mm边缘、63 线对/mm

粗糙塑料壳体

镀膜镜头

4、PCB板

PCB板是摄像头所有元器件的载体，相当于计算机的主板，它一般会采用2层或者4层板，它的布线、工艺、元器件的焊接等等对摄像头的稳定性和寿命起着非常关键的作用，同时也决定着摄像头的外观和使用的镜头的材料和尺寸。

5、线材

我们所能看到的就是USB的连接线了，给我们的直观印象，他并没有什么可以值得说的地方，但是如果我们从中间剪断，就可能发现区别，有的是4根线，有的是5根线，那多出的一条是地线，平时作用不大，但到关键时刻对摄像头和计算机的主板却有着非同小可的作用。

6、工艺和模具

工艺和模具是最直观的东西，也是影响消费者购买的直接因素，一款造型独特、制作精良的摄像头都会引起人的注意和购买欲，模具的外观取决于设计师的灵感，而制作的工艺却是一家工厂实力的体现。

7、附加功能

现在市面上出现了带有夜视功能的摄像头，他的实现是在摄像头的外观上安装4个或者6个红外线发射灯，它的作用就是当实际操作环境周边的光照不足时，摄像头内置的光敏电阻将会自动开启红外线灯，凭借着到位的红外线补光功能，它可将黑暗环境中的物体还原成像，以实现夜视功能，同时它能将环境图像处理成彩色视频或图片真实地呈现出来。

五、摄像头的软件部分

有了完美的DSP芯，高端的CMOS传感器，4G的玻璃镜头，优雅的外观，良好的工艺，摄像头在计算机上要给我们带来超炫的享受还需要软件部分的配合才能达到完美。

1、通过WHQL的驱动

再好的硬件，如果没有稳定的驱动也是白搭，中星微电子不仅有着完美的硬件解决方案，同时有着强大的软件开发团队，在 window xp刚发布之时，中星微电子就已经取得了微软公

司的WHQL认证，同时向下兼容win2000和98，兼容市面上所有的主板，把摄像头的稳定做到了极致，用户在使用中绝对不会出现因为摄像头的问题而引起死机、蓝屏等故障。所以采用了中星微301系列的处理器的摄像头产品很少有售后服务的问题，返修率极低。

2、数码变焦功能

中星微电子有限公司特有的数码变焦功能，更是带给消费者极大的方便，用户可以使用这个功能，让画面进行10级数码缩放，虽然没有光学变焦效果出众，但是应付网络聊天却是绰绰有余。

3、自动追踪影像功能

中星微电子有限公司的自动追踪影像功能更是让人神往，它可以利用软件让摄像头跟随人的移动，这样用户在聊天的过程中再也不会因为打电话、移动等问题而不时地调节摄像头的角度，更加方便了用户的操作，可惜目前这个功能只有加上了云台才能体现。

六、中星微电子301系列产品技术特点

1、CPU占有率低

摄像头的CPU资源占用比率越低，性能越高；比率在50%以上时，电脑性能降低，视频聊天速度下降。中星微301的摄像头的CPU资源占用率在10-20%左右，一般在15%以内。其它二线厂商DSP芯片摄像头的CPU资源占用率在60%左右。使用中星微301DSP对电脑摄像头的强大的硬件支持可同时打开多个窗口进行多项工作，可以一边视频聊天，一边用IE网上冲浪，同时还可以使用OFFICE软件做一些文字工作，还有背景的MP3播放音乐。其它二线厂商DSP芯片摄像头只能看本地的图像，当使用视频聊天工具QQ,MSN等，速度很慢，经常掉线中断。

中星微301系列 CPU占有率11%其他产品CPU占有率70%

CPU资源占用率低至11%CPU资源占用率高至72%

1.可进行网络视频聊天；1.网络视频聊天速度极慢；

2.不影响电脑性能2.影响电脑性能；

3.可同时打开IE，OFFICE，REALPLAY等多个应用程序；3.当打开多个应用程序时，电脑速度变慢。