数字摄影机(数字摄影机的原理是什么)

   2022-11-22 01:06:24 admin200
核心提示:1. 数字摄影机的原理是什么摄像机工作原理外部光线穿过镜头(lens)后, 经过滤光片(color filter)滤波后照射到光学传感器(Sensor)上面, Sensor 将从 lens 上传导过来的光线转换为电信号,再通过

1. 数字摄影机的原理是什么

摄像机工作原理

外部光线穿过镜头(lens)后, 经过滤光片(color filter)滤波后照射到光学传感器(Sensor)上面, Sensor 将从 lens 上传导过来的光线转换为电信号,再通过内部的 AD 转换为数字信号。

如果 Sensor 没有集成 DSP,则通过 DVP 的方式传输到 baseband,此时的数据格式是原数据(RAW DATA);

如果集成 了 DSP, RAW DATA 数据经过自动白平衡(AWB)、颜色矩阵(color matrix)、镜头校正(lens shading)、 gamma、 锐度调节(sharpness)、 自动曝光(AE) 和 降噪处理(de-noise)处理,后输出 YUV 或者 RGB 格式的数据,最后会由 CPU 送到显卡的framebuffer 中进行显示,这样我们就看到 camera 拍摄到的景象了。

2. 数字摄影技术的成像原理

CR是数字X线摄影DR是计算机X线摄影 

1.CR 

CR是X线平片数字化的比较成熟技术,目前已在国内外广泛应用。CR系统是使用可记录并由激光读出X线成像信息的成像板(imaging plate;IP)作为载体,以X线曝光及信息读出处理,形成数字或平片影像。目前的CR系统可提供与屏---片摄影同样的分辨率。CR系统实现常规X线摄影信息数字化,使常规X线摄影的模拟信息直接转换为数字信息;能提高图像的分辨、显示能力,突破常规X线摄影技术的固有局限性;可采用计算机技术,实施各种图像后处理(post-processing)功能,增加显示信息的层次;可降低X线摄影的辐射剂量,减少辐射损伤;CR系统获得的数字化信息可传输给较低存档与传输系统(picturearchiving and communicating system;PACS),实现远程医学(tele-medicine)。 

2.DR 

DR是在X线电视系统的基础上,利用计算机数字化处理,使模拟视频信号经过采样、模/数转换(analog to digit,A/D)后直接进入计算机中进行存储、分析和保存。X线数字图像的空间分辨率高、动态范围大,其影像可以观察对比度低于1%、直径大于2MM的物体,在病人身上测量到的表面X线剂量只有常规摄影的1/10。量子检出率(detective quantum efficicncy;DQE)可达60%以上。X线信息数字化后可用计算机进行处理。通过改善影像的细节、降低图像噪声、灰阶、对比度调整、影像放大、数字减影等,显示出未经处理的影像中所看不到的特征信息。借助于人工智能等技术对影像作定量分析和特征提取,可进行计算机辅助诊断。 

数字X线摄影包括硒鼓方式、直接数字X线摄影(direct digital radiography;DDR)、电荷耦合器件(charge coupled device;CCD)摄像机阵列方式等多种方式。数字图像具有较高分辨率,图像锐利度好,细节显示清楚;放射剂量小,曝光宽容度大,并可根据临床需要进行各种图像后处理等优点,还可实现放射科无胶片化,科室之间、医院之间网络化,便于教学与会诊。

3. 数码摄影机的工作原理图

因为摄像机,防水数码摄像机,摄像机种类繁多,其工作的基本原理都是一样的:把光学图像信号转变为电信号,以便于存储或者传输。

当我们拍摄一个物体时,此物体上反射的光被摄像机镜头收集,使其聚焦在摄像器件的受光面(例如摄像管的靶面)上,再通过摄像器件把光转变为电能,即得到了“视频信号”。

4. 数码相机的原理是什么

电荷耦合器件(CCD)接收光学镜头传递来的影像,经模数转换器转换成数字信号后贮于存贮器中。数码相机的光学镜头与传统相机相同,将影像聚到感光器件上,即(光)电荷耦合器件(CCD),其功能是将光信号转换成电信号。

电荷耦合器件(CCD)接收光学镜头传递来的影像,经模数转换器转换成数字信号后贮于存贮器中。数码相机的光学镜头与传统相机相同,将影像聚到感光器件上,即(光)电荷耦合器件(CCD) 。CCD替代了传统相机中的感光胶片的位置,其功能是将光信号转换成电信号,与电视摄像相同。CCD是半导体器件,是数码相机的核心,其内含器件的单元数量决定了数码相机的成像。

照相机是一种利用光学成像原理形成影像并使用底片记录影像的设备,是用于摄影的光学器械。在现代社会生活中有很多可以记录影像的设备,它们都具备照相机的特征,比如医学成像设备、天文观测设备等。

被摄景物反射出的光线通过照相镜头(摄景物镜)和控制曝光量的快门聚焦后,被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像,经冲洗处理(即显影、定影)构成永久性的影像,这种技术

5. 数字摄影机的原理是什么样的

网络摄像头视频信号传输原理有三大类:模拟信号传输原理、数字信号传输原理和综合无线电传输原理。

模拟信号传输。属于短距离传输方式。就是将摄像头采集到的视频信号直接通过线缆进行传输,模拟信号是随时间变化的正玄波信号,其传输过程受导线的截面和线间电容影响,会随着传输距离的越长,信号衰减越厉害,通常只能在千米级范围内应用。

数字信号传输。属于长距离方式。就是将摄像头采集到的视频信号(图像信号),经过量化、采集、编码而形成视频数字编码,区别于模拟信号是数字信号是不随时间变化的脉冲编码(视频数字编码)。其特点是抗干扰性强,由于数字信号不随时间变化(数字化编码),传输、存储都变得简单和高效。可以用于计算机网络传输,距离不受限制。

综合无线电传输。是指模拟信号可以用无线电波为载体,不用导线直接从一个空间传输到所有空间或另一个空间。数字信号也是如此,可以使用无线电波为载体,将数字信号,从一个空间传输到所有空间或专门的空间。他们的传输距离视无线电波功率大小和频率高低而定。

6. 数字相机的工作原理及特点

摄像头的工作原理大致为:景物通过镜头(lens)生成的光学图像投射到图像传感器表面上,然后转为电信号,经过a/d(模数转换)转换后变为数字图像信号,再送到数字信号处理芯片(dsp)中加工处理,再通过usb接口传输到电脑中处理,通过显示器就可以看到图像了。

摄像头(camera或webcam)又称为电脑相机、电脑眼、电子眼等,是一种视频输入设备,被广泛的运用于视频会议,远程医疗及实时监控等方面。普通的人也可以彼此通过摄像头在网络进行有影像、有声音的交谈和沟通。另外,人们还可以将其用于当前各种流行的数码影像,影音处理

7. 数码摄影的工作原理

其实手机摄像头和数码相机的工作原理是:首先通过镜头接收光线,然后被称为CCD(电耦合元件)的摄影元件(或者使用CMOS传感器)将所接收的光线转换成电信号,最后将电信号作为数据记录到内置手机内存或者存储卡中。它只不过是在手机上整合了一个摄像模块而已。

8. 数字摄影机的原理是什么意思

  提到数码相机,不得不说到就是数码相机的心脏——感光元件。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”就是其成像感光元件,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。数码相机的发展道路,可以说就是感光器的发展道路。目前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。  感光元件工作原理  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。目前有能力生产 CCD 的公司分别为:SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp,大半是日本厂商。  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。  两种感光元件的不同之处  由两种感光元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。同时,这几年来,CCD从30万像素开始,一直发展到现在的600万,像素的提高已经到了一个极限。  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想头使用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。但目前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。  影响感光元件的因素  对于数码相机来说,影像感光元件成像的因素主要有两个方面:一是感光元件的面积;二是感光元件的色彩深度。  感光元件面积越大,成像较大,相同条件下,能记录更多的图像细节,各像素间的干扰也小,成像质量越好。但随着数码相机向时尚小巧化的方向发展,感光元件的面积也只能是越来越小。  除了面积之外,感光元件还有一个重要指标,就是色彩深度,也就是色彩位,就是用多少位的二进制数字来记录三种原色。非专业型数码相机的感光元件一般是24位的,高档点的采样时是30位,而记录时仍然是24位,专业型数码相机的成像器件至少是36位的,据说已经有了48位的CCD。对于24位的器件而言,感光单元能记录的光亮度值最多有2^8=256级,每一种原色用一个8位的二进制数字来表示,最多能记录的色彩是256x256x256约16,77万种。对于36位的器件而言,感光单元能记录的光亮度值最多有2^12=4096级,每一种原色用一个12位的二进制数字来表示,最多能记录的色彩是4096x4096x4096约68.7亿种。举例来说,如果某一被摄体,最亮部位的亮度是最暗部位亮度的400倍,用使用24位感光元件的数码相机来拍摄的话,如果按低光部位曝光,则凡是亮度高于256备的部位,均曝光过度,层次损失,形成亮斑,如果按高光部位来曝光,则某一亮度以下的部位全部曝光不足,如果用使用了36位感光元件的专业数码相机,就不会有这样的问题。  感光元件的发展  CCD是1969年由美国的贝尔研究室所开发出来的。进入80年代,CCD影像传感器虽然有缺陷,由于不断的研究终于克服了困难,而于80年代后半期制造出高分辨率且高品质的CCD。到了90年代制造出百万像素之高分辨率CCD,此时CCD的发展更是突飞猛进,算一算CCD 发展至今也有二十多个年头了。进入90年代中期后,CCD技术得到了迅猛发展,同时,CCD的单位面积也越来越小。但为了在CCD面积减小的同时提高图像的成像质量,SONY与1989年开发出了SUPER HAD CCD,这种新的感光元件是在CCD面积减小的情况下,依靠CCD组件内部放大器的放大倍率提升成像质量。以后相继出现了NEW STRUCTURE CCD、EXVIEW HAD CCD、四色滤光技术(专为SONY F828所应用)。而富士数码相机则采用了超级CCD(Super CCD)、Super CCD SR。  对于CMOS来说,具有便于大规模生产,且速度快、成本较低,将是数字相机关键器件的发展方向。目前,在CANON等公司的不断努力下,新的CMOS器件不断推陈出新,高动态范围CMOS器件已经出现,这一技术消除了对快门、光圈、自动增益控制及伽玛校正的需要,使之接近了CCD的成像质量。另外由于CMOS先天的可塑性,可以做出高像素的大型CMOS感光器而成本却不上升多少。相对于CCD的停滞不前相比,CMOS作为新生事物而展示出了蓬勃的活力。作为数码相机的核心部件,CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势,并有希望在不久的将来成为主流的感光器。

9. 数码摄影原理

原理是一样的,但拍照效果永远不可能一样。首先要明白,成相效果主要由两大因素决定,镜头,和感光元件。(只认像素的人根本不懂拍照)镜头当然最基本最重要了,看看相机的镜头大小,再看看手机的,这还用比吗?所以像素再高,手机不如卡片相机,卡片不如长焦,长焦不如单反。它们根本不是一个级别,没有可比性。再说感光元件,卡片和长焦是CCD,一般1/2.3或1/2.5英寸,当然前者稍大点。而手机呢,具体数字我不知道,但觉得不如相机的一半大。而单反的最小也是12cmx9cm左右吧。大小也没有可比性。像素的高低,只有在镜头和感光元件相同的前提下,才会决定成像是否更好。注意是——是否更好——不是是否好。你再想想,手机最贵的才几千元,相机,就连卡片机最便宜了也得上千。单反最便宜的几千元,上万是小意思,还有十万多的。想拍照,还是相机,想打电话,还是手机,想听音乐,还是MP4(音乐手机最佳音质也不如专做音乐的MP3)

 
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