摄像头视频采集压缩及传输原理
摄像头视频采集压缩及传输原理
摄像头基本的功能还是视频传输，那么它是依靠怎样的原理来实现的呢？所谓视频传输:就是将图片一张张传到屏幕，由于传输速度很快，所以可以让大家看到连续动态的画面，就像放电影一样。一般当画面的传输数量达到每秒24帧时，画面就有了连续性。
下边我们将介绍摄像头视频采集压缩及传输的整个过程。
一．摄像头的工作原理（获取视频数据）
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。下图是摄像头工作的流程图：
注1：图像传感器（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。
注2：数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。
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）
而视频要求将获取的视频图像通过互联网传送到异地的电脑上显示出来这其中就涉及到对于获得的视频图像的传输。
在进行这种图片的传输时，必须将图片进行压缩，一般压缩方式有如H.261、JPEG、MPEG 等，否则传输所需的带宽会变得很大。大家用RealPlayer不知是否留意，当播放电影的时候，在播放器的下方会有一个传输速度250kbps、400kbps、1000kbps…画面的质量越高，这个速度也就越大。而摄像头进行视频传输也是这个原理，如果将摄像头的分辨率调到640×480，捕捉到的图片每张大小约为50kb左右，每秒30帧，那么摄像头传输视频所需的速度为50×30/s＝1500kbps＝1.5Mbps。而在实际生活中，人们一般用于网络视频聊天时的分辨率为320×240甚至更低，传输的帧数为每秒24帧。换言之，此时视频传输速率将不到300kbps，人们就可以进行较为流畅的视频传输聊天。如果采用更高的压缩视频方式，如MPEG-1等等，可以将传输速率降低到200kbps不到。这个就是一般视频聊天时，摄像头所需的网络传输速度。
二．视频压缩部分
视频的压缩是视频处理的核心，按照是否实时性可以分为非实时压缩和实时压缩。而视频传输（如QQ视频即时聊天）属于要求视频压缩为实时压缩。
下面对于视频为什么能压缩进行说明。
视频压缩是有损压缩，一般说来，视频压缩的压缩率都很高，能够做到这么
高的压缩率是因为视频图像有着非常大的时间和空间的冗余度。所谓的时间冗余度指的是两帧相邻的图像他们相同位置的像素值比较类似，具有很大的相关性，尤其是静止图像，甚至两帧图像完全相同，对运动图像，通过某种运算（运动估计），应该说他们也具有很高的相关性；而空间相关性指的是同一帧图像，相邻的两个像素也具备一定的相关性。这些相关性
是视频压缩算法的初始假设，换句话说，如果不满足这两个条件（全白噪声图像，场景频繁切换图像等），视频压缩的效果是会很差的。
去除时间相关性的关键算法是运动估计，它找出当前图像宏块在上一帧图像中最匹配的位置，很多时候，我们只需要把这个相对坐标记录下来，就够了，这样就节省了大量码字，提高了压缩率。视频压缩算法中，运动估计永远是最关键最核心的部分。去除空间相关性是通过DCT变换来实现的，把时域上的数据映射到频域上，然后对DCT系数进行量化处理，基本上，所有的有损压缩，都会有量化，它提高压缩率最明显。
图像的原始文件是比较大的，必须经过图像压缩才能够进行快速的传输以及顺畅的播放。而压缩比正是来衡量影像压缩大小的参数。一般来说，摄像头的压缩比率大都是5:1。也就是说，如果在未压缩之前30秒的图像的容量是30MB，那么按照摄像头5:1的压缩比率来对图像进行压缩以后，它的大小就变成了6MB了。
主要的视频压缩算法包括：M-JPEG、Mpeg、H.264、Wavelet（小波压缩）、JPEG 2000、A VS。基本上视频压缩的核心就这些。
三．视频传输部分
为了保证数字视频网络传输的实时性和图像的质量，传输层协议的选择是整个设计和实现的关键。Internet在IP层上使用两种传输协议：一种是TCP(传输控制协议)，它是面向连接的网络协议；另一种是UDP(用户数据报协议)，它是无连接的网络协议。
TCP传输：TCP（传输控制协议）是一种面向连接的网络传输协议。支持多数据流操作，提供流控和错误控制，乃至对乱序到达报文的重新排序，因此，TCP传输提供了可靠的数据传输服务。
使用TCP传输的一般的过程：
客户机向服务器发出连接的请求后，服务器接收到后，向客户机发出连接确认，实现连接后，双方进行数据传输。
UDP传输：UDP（用户数据报协议）是一种无连接的网络传输协议。提供一种基本的低延时的称谓数据报的传输服务。不需要像TCP传输一样需预先建立一条连接。UDP无计时机制、流控或拥塞管理机制。丢失的数据不会重传。因此提供一种不可靠的的应用数据传输服务。但在一个良好的网络环境下如局域网内，使用UDP传输数据还是比较可靠，且效率很高。
IP组播技术：组播技术是一种允许一个或多个发送者发送单一或多个发送者的数据包到多个接收者的网络技术。组播源把数据报发送到特定的组播组，而只有加入到该组播组的主机才能接收到这些数据包。组播可大大节省网络宽带，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条链路上只船送单一的数据包。
1.TCP/IP协议和实时传输
TCP/IP协议最初是为提供非实时数据业务而设计的。IP协议负责主机之间的数据传输，不进行检错和纠错。因此，经常发生数据丢失或失序现象。为保证数据的可靠传输，人们将TCP协议用于IP数据的传输，以提高接收端的检错和纠错能力。当检测到数据包丢失或错误时，就会要求发送端重新发送，这样一来就不可避免地引起了传输延时和耗用网络的带宽。因此传统的TCP/IP协议传输实时音频、视频数据的能力较差。当然在传输用于回放的视频和音频数据时，TCP协议也是一种选择。如果有足够大的缓冲区、充足的网络带宽，在TCP 协议上，接近实时的视音频传输也是可能的。然而，如果在丢包率较高、网络状况不好的情况下，利用TCP协议进行视频或音频通信几乎是不可能的。
TCP和其它可靠的传输层协议如XTP不适合实时视音频传输的原因主要有以下几个方面：
1 .TCP的重传机制
我们知道，在TCP/IP协议中，当发送方发现数据丢失时，它将要求重传丢失的数据包。然而这将需要一个甚至更多的周期（根据TCP/IP的快速重传机制，这将需要三个额外的帧延迟），这种重传对于实时性要求较高的视音频数据通信来说几乎是灾难性的，因为接收方不得不等待重传数据的到来，从而造成了延迟和断点（音频的不连续或视频的凝固等等）。
2 .TCP的拥塞控制机制
TCP的拥塞控制机制在探测到有数据包丢失时，它就会减小它的拥塞窗口。而另一方面，音频、视频在特定的编码方式下，产生的编码数量（即码率）是不可能突然改变的。正确的拥塞控制应该是变换音频、视频信息的编码方式，调节视频信息的帧频或图像幅面的大小等等。
3 .TCP报文头的大小
TCP不适合于实时视音频传输的另一个缺陷是，它的报文头比UDP的报文头大。TCP的报文头为40个字节，而UDP的报文头仅为12个字节。并且，这些可靠的传输层协议不能提供时间戳（Time Stamp）和编解码信息（Encoding Information），而这些信息恰恰是接收方（即客户端）的应用程序所需要的。因此TCP是不适合于视音频信息的实时传输的。
4 .启动速度慢
即便是在网络运行状态良好、没有丢包的情况下，由于TCP的启动需要建立连接，因而在初始化的过程中，需要较长的时间，而在一个实时视音频传输应用中，尽量少的延迟正是我们所期望的。
由此可见，TCP协议是不适合用来传输实时视音频数据的，为了实现视音频数据的实时传输，我们需要寻求其它的途径。
2.RTP协议适合实时视音频传输
RTP（Real-Time Transport Protocol）/RTCP（Real-Time Transport Control Protocol）是一种应用型的传输层协议，它并不提供任何传输可靠性的保证和流量的拥塞控制机制。它是由IETF（Internet Engineering Task Force）为视音频的实时传输而设计的传输协议。RTP协议位于UDP协议之上，在功能上独立于下面的传输层（UDP）和网络层，但不能单独作为一个层次存在，通常是利用低层的UDP协议对实时视音频数据进行组播（Multicast）或单播（Unicast）,从而实现多点或单点视音频数据的传输。
UDP是一种无连接的数据报投递服务，虽然没有TCP那么可靠，并且无法保证实时视音频传输业务的服务质量（QoS）,需要RTCP实时监控数据传输和服务质量，但是，由于UDP 的传输延时低于TCP，能与音频和视频流很好地匹配。因此，在实际应用中，RTP/RTCP/UDP 用于音视频媒体，而TCP用于数据和控制信令的传输。
总结：如果接收端和发送端处于同一个局域网内，由于有充分的带宽保证，在满足视频传输的实时性方面，TCP也可以有比较好的表现，TCP和基于UDP的RTP的视频传输性能相差不大。由于在局域网内带宽不是主要矛盾，此时视频数据传输所表现出来的延时主要体现为处理延时，它是由处理机的处理能力以及采用的处理机制所决定的。但是当在广域网中进行视频数据传输时，此时的传输性能极大地取决于可用的带宽，由于TCP是面向连接的传输层协议，它的重传机制和拥塞控制机制，将使网络状况进一步恶化，从而带来灾难性的延时。同时，在这种网络环境下，通过TCP传输的视频数据，在接收端重建、回放时，断点非常明显，体现为明显的断断续续，传输的实时性和传输质量都无法保障。相对而言，采用RTP传输的视频数据的实时性和传输质量就要好得多。
四．视频图像的异地显示
当压缩过的视频通过互联网传输到异地的时候，对于互联网传输过来的视频信息，首先是要进行解码，然后才是显示。解码的芯片有一定的性能要求，比编码器低些，但是毕竟是视频数据处理，通用的芯片（不支持MMX等多媒体指令）可能会比较吃力。显示设备主要有电
视、监视器和显示器，他们的信号接口是不一样的，电视监视器是模拟的电信号，显示器的输入应该是数字信号。
以上是摄像头如何获取图像数据及获取的数据存放在什么地方，如何压缩和传输及如何在异地释放和播放出来的整个过程
LED液晶显示器的驱动原理
LED液晶显示器的驱动原理 艾布纳科技有限公司 前两次跟大家介绍有关液晶显示器操作的基本原理, 那是针对液晶本身的特性,与TFT LCD 本身结构上的操作原理来做介绍. 这次我们针对TFT LCD 的整体系统面来做介绍, 也就是对其驱动原理来做介绍, 而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系, 而有所不同. 首先我们来介绍由于Cs(storage capacitor)储存电容架构不同, 所形成不同驱动系统架构的原理. Cs(storage capacitor)储存电容的架构 一般最常见的储存电容架构有两种, 分别是Cs on gate与Cs on common这两种. 这两种顾名思义就可以知道, 它的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的. 在上一篇文章中, 我曾提到, 储存电容主要是为了让充好电的电压,能保持到下一次更新画面的时候之用. 所以我们就必须像在CMOS的制程之 中, 利用不同层的走线, 来形成平行板电容. 而在TFT LCD的制程之中, 则是利用显示电极与gate走线或是common走线,所形成的平行板电容,来制作出储存电容Cs. For personal use only in study and research; not for commercial use
图1就是这两种储存电容架构, 从图中我们可以很明显的知道, Cs on gate由于不必像Cs on common一样, 需要增加一条额外的common走线, 所以它的开口率(Aperture ratio)会比较大. 而开口率的大小, 是影响面板的亮度与设计的重要因 素. 所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式. 但是由于Cs on gate的方 式, 它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的.(请见图2的Cs on gate与Cs on common的等效电路) 而gate走线, 顾名思义就是接到每一个TFT 的gate端的走线, 主要就是作为gate driver送出信号, 来打开TFT, 好让TFT对显 示电极作充放电的动作. 所以当下一条gate走线, 送出电压要打开下一个TFT时, 便会影响到储存电容上储存电压的大小. 不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短,(以1024*768分辨率, 60Hz更新频率的面板来说. 一条gate走线打开的时间约为20us, 而显示画面更新的时间约为16ms, 所以相对而言, 影响有限.) 所以当下一条gate走线关闭, 回复到原先的电压, 则Cs储存电容的电压, 也会随之恢复到正常. 这也是为什么, 大多数的储存电容设计都是采用Cs on gate的方式的原因. For personal use only in study and research; not for commercial use
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摄像头工作原理
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液晶显示屏背光驱动集成电路工作原理
对“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”一文的一点看法（此文为技术探讨） 在国内某知名刊物2010年12月份期刊看到一篇关于介绍液晶屏逻辑板TFT偏压电路的文章，文章的标题是：“剖析液晶屏逻辑板TFT偏压电路”这是一篇选题极好的文章、目前液晶电视出现的极大部分屏幕故障例如：图像花屏、彩色失真、灰度失真、对比度不良、亮度暗淡、图像灰暗等等故障都与此电路有关，维修人员在维修此类故障时往往的面对液晶屏图像束手无策，而介绍此电路、无疑对类似故障的分析提供了极大的帮助，目前在一般的期刊书籍介绍分析此电路的文章极少。 什么是TFT屏偏压电路？现代的液晶电视都是采用TFT屏作为图像终端显示屏，由于我们现在的电视信号（包括各种视频信号）是专门为CRT显示而设计的，液晶屏和CRT的显示成像方式完全不同，液晶屏要显示专门为CRT而设计的电视信号，就必须对信号的结构、像素排列顺序、时间关系进行转换，以便液晶屏能正确显示。 图像信号的转换，这是一个极其复杂、精确的过程；先对信号进行存储，然后根据信号的标准及液晶屏的各项参数进行分析计算，根据计算的结果在按规定从存储器中读取预存的像素信号，并按照计算的要求重新组合排列读取的像素信号，成为液晶屏显示适应的信号。这个过程把信号的时间过程、排列顺序都进行了重新的编排，并且要产生控制各个电路工作的辅助信号。重新编
排的像素信号在辅助信号的协调下，施加于液晶屏正确的重现图像。 每一个液晶屏都必须有一个这样的转换电路，这个电路就是我们常说的“时序控制电路”或“T-CON（提康）电路”，也有称为“逻辑板电路”的。这个电路包括液晶屏周边的“行、列驱动电路”构成了一个液晶屏的驱动系统。也是一个独立的整体。这个独立的整体是由时序电路、存储电路、移位寄存器、锁存电路、D/A变换电路、译码电路、伽马（Gamma）电路（灰阶电压）等组成，这些电路的正常工作也需要各种不同的工作电压，并且还要有一定的上电时序关系，不同的屏，不同的供电电压。为了保证此电路正常工作，一般对这个独立的驱动系统单独的设计了一个独立的开关电源供电（这个向液晶屏驱动系统供电的开关电源一般就称为：TFT偏压电路）；由整机的主开关电源提供一个5V或12V 电压，给这个开关电源供电，并由CPU控制这个开关电源工作；产生这个独立的驱动系统电路提供所需的各种电压，就好像我们的电视机是一个独立的系统他有一个单独的开关电源，DVD机是一个独立的系统他也有一个单独的开关电源一样。是非常重要也是故障率极高的部分（开关电源都是故障率最高的部分，要重点考虑）。图1所示是液晶屏驱动系统框图。从图中可以看出，其中的“TFT偏压供电开关电源”就是这个独立系统电路的供电电源它产生这个驱动系统电路需要的各种电压，有VDD、VDA、VGL和VGH电压供各电路用。
手机摄像头参数
手机摄像头参数 1.结构、原理 2.像素， 像素是构成数码影像的基本单位，通常以像素的每英寸的PPI（pixels per inch）为单位来表示影像分辨率的大小。 从硬件方面来讲，如果传感器面积不变，而单纯提高像素，高像素密度的传感器相对对于低像素密度的传感器在拍照时更容易产生大量噪点 像素≠成像质量； 像素密度大→噪点多→影响清晰度 改善方法：增大单个感光像素面积→减小像素密度 3．传感器， CCD（成像好，价格高，功耗大，不适合手机） CMOS（大部分手机摄像头）分为：普通式、背照式、堆栈式。 普通与背照式区别 背照式对换了感光层与基质的位置，使感光层直接与透光面接触，减少了中间环
节光线的损失，并且在透光面上每个对应的像素表面都改为透镜的形式，更集中地汇聚了外界的光线到对应的像素点上，减少了像素之间多余的光线干扰(也简称增加了开口率)。在弱光环境下，提高约30%—50%的感光能力，能够在弱光下拍摄更高的质量的照片。（如下图） 搭载背照式摄像头的手机有 iPhone 4/4S、小米2S、魅族MX2、索尼LT26i等（如下图）
背照式与堆栈式区别 堆栈式实际是背照式的改良,原来传感器里的信号处理电路放到了原来的基板上（如下图） 优点； 1、在较小的芯片尺寸上行成大量的像素点，体积做到更小； 2、加入了RGBW的编码技术，就是是由原来的 R(红)，G(绿)，B(蓝) 三原色像素点中再加入W(白)像素点来提升画质， 3、堆栈式传感器更加支持硬件HDR功能，能够精确地单独控制每一 行像素的曝光时间，从而在传感器层面上就实现原生的高动态范 围渲染，有别于之前的软件HDR技术，照片生成的速度更快，而 且可以实现HDR录像。 使用堆栈式首款OPPO Find 5（如下图） 4、镜头参数 4.1焦距， 焦距是指从镜头的透镜中心到成像面（也就是感光元件）的距离（如下图）。
摄像头工作原理
JMK MODEL: JK-316 1/4 索尼高清CCD 内置自动变焦、自动光圈镜头 16倍光学变焦镜头 12倍数字变焦 可调视频传输距离（3步骤） 最低照度：0.001 Lux(DSS) RS-485协议and PTZ 控制器接口 监控摄像头的分类 分类包括： 枪形摄像机 半球形摄像机 一体化摄像机 红外摄像机 智能高速球型摄像机 智能中速球型摄像机 数字视频会议摄像机 微型针 从色彩分为：彩色，黑白，彩转黑从外形分为：枪击，半球，球机从原理分为：模拟，数字
摄像头工作原理 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。 注1：图像传感器(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。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 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) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。 摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
高速摄像机工作原理及应用
高速摄像机是一种能够以小于1/1000秒的曝光或超过每秒250帧的帧速率捕获运动图像的设备。高速摄像机用于将快速移动的物体作为照片图像记录到存储介质上。录制后，存储在媒体上的图像可以慢动作播放。早期的高速摄像机使用胶片记录高速事件，但被完全使用电荷耦合器件（CCD）或CMOS有源像素传感器的电子设备取代，通常每秒超过1000帧记录到DRAM上，慢慢地回放研究瞬态现象的科学研究动作。 摄像机种类繁多，其工作的基本原理都是一样的：把光学图象信号转变为电信号，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”。光电信号很微弱，需通过预放电路进行放大，再经过各种电路进行处理和调整，最后得到的标准信号可以送到录像机等记录媒介上记录下来，或通过传播系统传播或送到监视器上显示出来。
高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样，当以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。高速摄像机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。 工作原理 高速运动目标受到自然光或人工辅助照明灯光的照射产生反射光，或者运动目标本身发光,这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜。经物镜成像后，落在光电成像器件的像感面上，受驱动电路控制的光电器件，会对像感面上的目标像快速响应，即根据像感面上目标像光能量的分布，在各采样点即像素点产生响应大小的电荷包，完成图像的光电转换。带有图像信息的各个电荷包被迅速转移到读出寄存器中。读出信号经信号处理后传输至电脑中，由电脑对图像进行读出显示和判读，并将结果输出。因此，一套完整的高速成像系统由光学成像、光电成像、信号传输、控制、图像存储与处理等几部分组成。 高速摄像在流体力学中的应用 高速摄像在工业应用中应用广泛，高速摄像机能拍摄到肉眼无法看清楚的图像和运动过程。流体力学中的湍流、流体的流速、流场、气泡、沸腾、两相流等运动规律的观察和分析更是少不了高速摄像机的参与。如用高速摄像拍摄的石头进入水中一刹那的细节。通过高速摄像机影像，研究人员能够了解石头水下的受力情况，并通过流体动力学，分析出为何石头能在水面上连续多次漂浮。 武汉中创联达科技有限公司，专业从事光电子影像产品（低照度相机、高速摄像机，超高速摄像机，高分辨率相机及其图像分析软件）的销售、研发，提供特殊环境下的拍摄、成像服务。经过多年的市场经验及技术积累，公司为国内
TFT LCD液晶显示器的驱动原理(一)
TFT LCD液晶显示器的驱动原理(一) 前两次跟大家介绍有关液晶显示器操作的基本原理，那是针对液晶本身的特性，与TFT LCD本身结构上的操作原理来做介绍。这次我们针对TFT LCD的整体系统面来做介绍，也就是对其驱动原理来做介绍，而其驱动原理仍然因为一些架构上差异的关系，而有所不同。首先我们来介绍由于 Cs(storage capacitor)储存电容架构不同，所形成不同驱动系统架构的原理。 Cs(storage capacitor)储存电容的架构 一般最常见的储存电容架构有两种，分别是Cs on gate与Cs on common这两种。这两种顾名思义就可以知道，它的主要差别就在于储存电容是利用gate走线或是common走线来完成的。在上一篇文章中提到，储存电容主要是为了让充好电的电压，能保持到下一次更新画面的时候之用。所以我们就必须像在CMOS的制程之中，利用不同层的走线，来形成平行板电容。而在TFT LCD的制程之中，则是利用显示电极与gate走线或是common走线，所形成的平行板电容，来制作出储存电容Cs。
图1就是这两种储存电容架构，从图中我们可以很明显的知道，Cs on gate由于不必像Cs on co mmon一样，需要增加一条额外的common走线，所以它的开口率(Aperture ratio)会比较大。而开口率的大小，是影响面板的亮度与设计的重要因素。所以现今面板的设计大多使用Cs on gate的方式。但是由于Cs on gate的方式，它的储存电容是由下一条的gate走线与显示电极之间形成的。(请见图2的Cs on gate与Cs on common的等效电路) 而gate走线，顾名思义就是接到每一个TFT的gate 端的走线，主要就是作为gate driver送出信号，来打开TFT，好让TFT对显示电极作充放电的动作。所以当下一条gate走线，送出电压要打开下一个TFT时，便会影响到储存电容上储存电压的大小。不过由于下一条gate走线打开到关闭的时间很短，(以1024×768分辨率，60Hz更新频率的面板来说.
手机摄像头行业分析
目录 1、手机镜头产业链及发展历程 (1) 1.1手机镜头工作原理 (1) 1.2手机镜头产业链 (1) 1.3镜头产业技术演进历程 (3) 1.4手机摄像头发展趋势---注重画质与轻薄化 (5) 2、镜头行业市场规模情况 (7) 2.1近几年镜头市场概况 (7) 2.2近年来市场容量快速增长的因素分析 (10) 2.2.1因素一：搭载率上升与出货量上升 (10) 2.2.2因素二：高像素使用比例的提升 (10) 2.3棱镜市场规模测算 (12) 3、镜头产业链主要厂家与最新动态 (13) 3.1蓝玻璃滤光片市场 (13) 3.1.1 蓝玻璃滤光片的快速发展 (13)
3.1.2 蓝玻璃滤光片的相关公司情况 (14) 3.2棱镜市场 (17) 3.2.1片数增加、工艺难度变高 (17) 3.2.2棱镜厂商情况 (17) 3.3 CMOS传感器市场 (19) 3.3.1 产业集中化，寡头优势明显 (19) 3.3.2 四大厂商垄断市场，其他厂商难以介入 (20) 3.4 镜头模组市场 (21) 3.4.1模组封装发展趋势 (21) 3.4.2模组市场三大阵营技术差距明显 (25) 概要 2012年，手机镜头中棱镜的市场规模约为70亿元，其中5M以上的市场占70%左右，且有持续上升的趋势。算上其他用途的棱镜头（平板电脑、汽车、电视等）市场约100亿。 根据IDC预计，2011-2016全球2011-2016年智能手机的出货量综合增长率约20.5%。中低端的智能手机增长率快于高端手机。如果算上搭载率的提升以及高像素的使用比例提升，手机镜头中棱镜的市场规模预计复合增长率预计在30%以上，2016
摄像头工作原理
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。 注1：图像传感器(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。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 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) 摄像头的构成主要包括主控芯片、感光芯片、镜头和电源。好的电源也是保证摄像头工作的一个方面。摄像头镜头：五玻镜头是主流 这个问题对于大多数人来说已经不算问题了，笔者提出来也只是仅对小白而言。简单的说镜头是由透镜组成，摄像头的镜头一般是由玻璃镜片或者塑料镜片组成的。玻璃镜头能获得比塑料镜头更清晰的影像。这是因为光线穿过普通玻璃镜片通常只有5%～9%的光损失，而塑料镜片的光损失高达11%～20%。有些镜头还采用了多层光学镀膜技术，有效减少了光的折射并过滤杂波，提高了通光率，从而获得更清晰影像。
然而，现在很多小厂，为了节约成本、追求高利润，往往减少镜片的数量，或者使用廉价的塑料镜头。虽然这些产品在价格上便宜不少，看上去很有吸引力，但实际的成像效果却实在是令人无法恭维。现在市面上大多数摄像头采用的都是五玻镜头，但是不乏少数商家将塑料镜头说成五玻镜头的。因此消费者在选购一些杂牌摄像头时，一定要详细试用一下，谨防上当受骗。 另外，镜头还有一个重要的参数那就是光圈，通过调整光圈可以控制通过镜头到达传感器的光线的多少，除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能，即光圈越大，则景深越小 摄像头感光器件：CCD一定比CMOS好吗？ 在选择摄像头时，镜头是很重要的。按感光器件类别来分，现在市场上摄像头使用的镜头大多为CCD 和CMOS两种，其中CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合组件）因为价格较高更多是应用在摄像、图象扫描方面的高端技术组件，CMOS（Complementary Metal－Oxide Semiconductor，附加金属氧化物半导体组件）则大多应用在一些低端视频产品中。
无线摄像头原理
无线WiFi 视频监控系统设计与实施无线远程视频监控系统由站点（视频采集设备、无线 视频监控终端）、接入点（AP）、视频服务器组成。作为无线WiFi 视频监控系统的移动终端，首先对无线网络摄像机进行无线设置。本系统以凯聪品牌摄像头为例进行操作介绍。 （1）搜索并配置局域网下的网络摄像机。在组网中可以直接登录无线路由器来查看与无线路由器连接的网络摄像头的IP，这样就很方面的找到需要的IP 地址。 （2）局域网监控。在通过无线路由器查看到IP 之后，在默认浏览器中输入网络摄像头的IP 地址，会弹出一个登陆框，填入摄像机的登陆用户名和登陆密码，登陆网络摄像机。登陆成功后既可以看到监控画面了。 （3）无线设置。要实现摄像头的无线功能，必须先对摄像头进行设置，同时也需要对无线路由器进行设置。登陆路由器，进入路由器的“无线设置”下的“基本设置”，查看路由器的SSID （ServiceSet Identifier，服务集标识符）。在浏览器中登陆摄像机后，设置与路由器SSID 的绑定，以确保摄像头每次都能连接到指定路由器。 （4）语音和录像设置。网络摄像机自带拾音器，只要外接一个小音箱后，就可以启用语音功能。登陆摄像机后，启用摄像机的
双向语音和录像功能。网络摄像机的操作界面，可以对摄像机进行操作，转到云台和录像等，同时也可以在IE 中显示摄像机当前的时间以及摄像机的名称。 （5）多画面视频监控。完成单画面的视频监控画面后，要实现多画面的视频监控需要对无线网络摄像机进行设置，选择设备管理里的多路设备设置，添加一路设备的信息，输入需要添加的网络摄像机的IP，重启后，重新进去监控画面，选择设备状态，即可选择多路视频监控，多画面的监控。 （6）远程登录控制。远程登陆监控是一种IP 映射技术，需要用到网络地址转换（NAT）技术。NAT 允许网络应用程序对它们是否位于一个具有UPnP（通用即插即用）能力的NAT 设备之后进行检测，然后这些程序将获得共享的全球可 用路由的IP 地址。本系统的网络摄像机内嵌UPnP 协议， 只要路由器中打开“UPnP”，就可以在远程电脑浏览器地 址栏中输入摄像机自带的域名登陆网络摄像机了。
USB摄像头的工作原理
USB摄像头的工作原理 2010-04-06 15:03 摄像头的工作原理 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。 注1：图像传感器(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。 注2：数字信号处理芯片DSP(DIGITAL SIGNAL PROCESSING)功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 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) 四、摄像头的主要结构和组件 从摄像头的工作原理就可以列出摄像头的主要结构和组件： 1、主控芯片（详情请参阅：《影响摄像头的关键
元器件是什么？》） 2、感光芯片（详情请参阅：《影响摄像头的关键元器件是什么？》） 3、镜头（详情请参阅：《影响摄像头的关键元器件是什么？》） 4、电源 摄像头内部需要两种工作电压：3.3V和2.5V，因此好的摄像头内部电源也是保证摄像头稳定工作的一个因素。 五、摄像头的一些技术指标 1、图像解析度/分辨率(Resolution)： ●SXGA(1280 x1024)又称130万像素 ●XGA(1024 x768)又称80万像素 ●SVGA(800 x600)又称50万像素 ●VGA(640x480)又称30万像素(35万是指648X488) ●CIF(352x288) 又称10万像素 ●SIF/QVGA(320x240) ●QCIF(176x144) ●QSIF/QQVGA(160x120) 2、图像格式(image Format/ Color space) RGB24,I420是目前最常用的两种图像格式。 ●RGB24：表示R、G、B三种颜色各8bit，最多可表现256级浓淡， 从而可以再现256*256*256种颜色。 ●I420：YUV格式之一。 ●其它格式有: RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。 3、自动白平衡调整(AWB) 定义：要求在不同色温环境下，照白色的物体，屏幕中的图像应也是白色的。 色温表示光谱成份，光的颜色。色温低表示长波光成分多。 当色温改变时，光源中三基色(红、绿、蓝)的比例会发生变化， 需要调节三基色的比例来达到彩色的平衡，这就是白平衡调节的实际。 4、图像压缩方式 JPEG：(joint photographic expert group)静态图像压缩方式。 一种有损图像的压缩方式。压缩比越大，图像质量也就越差。当图像精度要求 不高存储空间有限时，可以选择这种格式。目前大部分数码相机都使用JPEG格式。 5、彩色深度(色彩位数) 反映对色彩的识别能力和成像的色彩表现能力，实际就是A/D转换器的量
手机摄像头参数解析
手机摄像头参数解析-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
手机摄像头参数解析 2000年11月，夏普联合日本当时第三大移动运营商J-photo推出了全球第一款拍照手机，像素仅有11万。时至今日，手机拍照已经成为手机必不可少的一个功能，手机摄像头历经多年发展，也已经不可同日而语。 随着智能手机的普及和不断升级，用户对于手机拍照画质也就越来越高，好的拍照画质就离不开出色的手机摄像头配置，而目前市面上手机摄像头的规格众多，参数各不相同，怎么去看这些名词和参数来挑选好的拍照手机呢下面让我们一起来简单学习一下。 手机摄像头的结构和工作原理 拍摄景物通过镜头，将生成的光学图像投射到传感器上，然后光学图像被转换成电信号，电信号再经过模数转换变为数字信号，数字信号经过DSP加工处理，再被送到手机处理器中进行处理，最终转换成手机屏幕上能够看到的图像。
手机摄像头的简单结构 手机摄像头的工作流程 由于手机摄像头的工作原理基本都相同，对于我们选择好的手机摄像头并不产生影响，我们只需要简单了解即可。 影响手机摄像头拍照画质的几个因素 1、传感器的类型 传感器是决定手机摄像头成像品质最为重要的一部份，也经常被手机厂商作为宣传的重点，厂商也习惯采用传感器的分类来对手机摄像头的类型进行分类。 常见的摄像头传感器类型主要有两种，一种是CCD传感器，一种是CMOS传感器。 CCD的优势在于成像质量好，但是制造工艺复杂，成本居高不下，特别是大型CCD价格非常高昂，且耗电高，并不适合在移动设备上使用。在相同分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但图像质量相比CCD来说要低一些。 CMOS影像传感器相对CCD具有耗电低的优势，加上随着工艺技术的进步，CMOS的画质水平也不断地在提高，所以目前市面上的手机摄像头都采用CMOS传感器。
摄像头工作原理(驱动详细)
一、摄像头工作原理 上一篇我们讲了摄像头模组的组成，工作原理，作为一种了解。下面我们析摄像头从寄存器 角度是怎么工作的。如何阅读摄像头规格书（针对驱动调节时用到关键参数，以GT2005为例）。 规格书，也就是一个器件所有的说明，精确到器件每一个细节，软件关心的寄存器、硬件关 心的电气特性、封装等等。单单驱动方面，我们只看对我们有用的方面就可以了，没必要全部看完。主要这些资料全都是鸟语,全部看完一方面时间上会用的比较多，找到关键的地方 就行了。 1、camera的总体示意图如下：控制部分为摄像头上电、I2C控制接口，数据输出为摄像头 拍摄的图传到主控芯片，所有要有data、行场同步和时钟信号。GT2005/GT2015是CMOS 接口的图像传感器芯片，可以感知外部的视觉信号并将其转换为数字信号并输出。 我们需要通过MCLK给摄像头提供时钟，RESET是复位线，PWDN在摄像头工作时应该始终为低。PCLK是像素时钟（这个应该是等同于CSI中的普通差分时钟通道），HREF是行参考信号，VSYNC是场同步信号。一旦给摄像头提供了时钟，并且复位摄像头，摄像头 就开始工作了，通过HREF，VSYNC和PCLK同步传输数字图像信号。数据是通过D0~D7这八根数据线并行送出的。
（1）、Pixel Array GT2005阵列大小为1268 列、1248 行,有效像素为1616 列, 1216 行。也就是说摄像头为1600X1200的时候，像素点要多于这个，去除边缘一部分，保证图像质量吧。 （2）、I2C这个不用说了，摄像头寄存器初始化的数据都从这里传输的，所有的I2C器件都一样的工作，来张图吧，后面做详细分析； 下面这一部分在调试驱动的过程中比较重要了： （3）、MCLK 电子元件工作都得要个时钟吧，摄像头要工作，这个就是我们所要的时钟，在主控制芯片提供，这个时钟一定要有，要不然摄像头不会工作的。 （4）、上下电时序，这个要接规格书上来，注意PWDN、RESETB这两个脚，不同的摄像 头不太一样，这个图是上电时序，上电时参考一下，知道在那里看就行；
手机摄像头模组生产工艺的SMT流程及SMT应用分析(1)
手机摄像头模组生产工艺的SMT流程及SMT应用分析 摘要 随着通信技术的不断扩延，手机已成为人们生活、工作、学习、娱乐不可或缺的工具。而手机摄像头模组是手机中非常重要的组件之一，其品质的好坏直接影响手机整体品质的高低。因此在手机摄像头模组生产的过程中每一步都是要严格把关的，不能有丝毫的懈怠。在手机摄像头模组中，FPC软电路板是决定手机照相生成图片的关键组件之一，因此它的生产工艺及质量好坏显得尤为重要。 基于此，首先简单介绍了手机摄像头模组原理以及SMT技术在手机摄像头模组生产工艺中的应用,着重阐述了手机摄像头模组FPC软电路板的改良设计和SMT生产工艺流程及产品质量分析。根据手机摄像头模组FPC软电路板的具体要求，合理进行SMT技术指标优化，分析研究了手机摄像头模组再流焊SMT焊接温度分布曲线。针对FPC软电路板产品设置了AIO（automatic optical inspection）检测及ICT在线测试方法。 关键字：手机摄像头模组 SMT AIO检测 ICT在线测试
Mobile phone camera module production technology of SMT processes and SMT application ABSTRACT Summary as communication technologies continues expansion, mobile phone has become the people's life, work, learn, play an indispensable tool. Mobile phone camera module is one of the very important components in the mobile phone, its quality directly affect the overall level of quality phones. In the mobile phone camera module production at every step in the process is to strictly, there can be no slack. Mobile phone camera module in the FPC flexible circuit board is to determine the key components of the camera phone picture, therefore its production process and the quality is particularly important. Based on this, the first simply introduced the mobile phone camera module principle and SMT technology and its application in mobile phone camera module production, focusing on mobile phone camera module is described FPC flexible circuit board design and analysis of SMT production process and product quality. According to mobile phone camera module FPC flexible circuit board requirements, reasonable SMT technical specifications, analysis of mobile phone camera module for reflow SMT soldering temperature distribution curves.FPC flexible circuit board set AIO products (automatic optical inspection) test online test methods and ICT. Keyword: mobile phone camera module;SMT;AIO ICT;on-line test
手机摄像头基础知识
手机摄像头基础知识 作为手机新型的拍摄功能，内置的数码相机功能与我们平时所见到的低端的（10万－130万像素）数码相机相同。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，而数码摄像头的“胶卷”就是其成像感光器件，是数码拍摄的心脏。感光器是摄像头的核心，也是最关键的技术。 摄像头按结构来分，有内置和外接之分，但其基本原理是一样的。 按照其采用的感光器件来分，有CCD和CMOS之分： CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合组件）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，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。它就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面时，CCD就会产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的图像就会越清晰。因此，尽管CCD数目并不是决定图像品质的唯一重点，我们仍然可以把它当成相机等级的重要判准之一。目前扫描机、摄录放一体机、数码照相机多数配备CCD。 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。CMOS（Complementary etal-Oxide Semiconductor，附加金属氧化物半导体组件）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。 CCD和CMOS各自的利弊，我们可以从技术的角度来比较两者主要存在的区别： 信息读取方式不同。CCD传感器存储的电荷信息需在同步信号控制下一位一位的实施转移后读取，电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电路较为复杂。CMOS传感器经光电转换后直接产生电流（或电压）信号，信号读取十分简单。 速度有所差别。CCD传感器需在同步时钟的控制下以行为单位一位一位的输出信息，速度较慢；而CMOS传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还能同时处理各单元的图象信息，速度比CCD快很多。 电源及耗电量。CCD传感器电荷耦合器大多需要三组电源供电，耗电量较大；CMOS传感器只需使用一个电源，耗电量非常小，仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10，CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。 成像质量。CCD传感器制作技术起步较早，技术相对成熟，采用PN结合二氧化硅隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS传感器有一定优势。由于CMOS传感器集成度高，光电传感元件与电路之间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较为严重，噪声对图象质量影响很大。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
段式LCD驱动原理详解
LCD Driver(液晶驱动器) 在单片机的应用中，人机界面占据相当重要的地位。人机界面主要包括事件输入和结果指示，事件输入包括键盘输入，通讯接口，事件中断等，结果指示包括LED/LCD显示、通讯接口、外围设备操作等。而在这些人机界面当中，LCD 显示技术由于其具有界面友好，成本较低等特点而在很多应用场合得以广泛应用。 1.LCD的显示原理 在讲解LCD driver之前，我们先就LCD的显示原理作一简单的介绍。 LCD(Liquid Crystal Display)是利用液晶分子的物理结构和光学特性进行显示的一种技术。液晶分子的特性： 液晶分子是介于固体和液体之间的一种棒状结构的大分子物质； 在自然形态，具有光学各向异性的特点，在电(磁)场作用下，呈各向同性特点； 下面以直视型简单多路TN/STN LCD Panel(液晶显示面板)的基本结构介绍LCD的基本显示原理，示意图如图-1： 图-1 LCD的基本显示原理
整个LCD Panel 由上下玻璃基板和偏振片组成，在上下玻璃之间，按照螺旋结构将液晶分子有规律的进行涂层。液晶面板的电极是通过一种ITO 的金属化合物蚀刻在上下玻璃基板上。如图所示，液晶分子的排列为螺旋结构，对光线具有旋旋光性，上下偏振片的偏振角度相互垂直。在上下基板间的电压为0时，自然光通过偏振片后，只有与偏振片方向相同的光线得以进入液晶分子的螺旋结构的涂层中，由于螺旋结构的的旋旋光性，将入射光线的方向旋转90度后照射到另一端的偏振片上，由于上下偏振片的偏振角度相互垂直，这样入射光线通过另一端的偏振片完全的射出，光线完全进入观察者的眼中，看到的效果就为白色。而在上下基板间的电压为一交流电压时，液晶分子的螺旋结构在电(磁)场的作用下，变成了同向排列结构，对光线的方向没有作任何旋转，而上下偏振片的偏振角度相互垂直，这样入射光线就无法通过另一端的偏振片射出，光线无法进入观察者的眼中，看到的效果就为黑色。这样通过在上下玻璃基板电极间施加不同的交流电压，即可实现液晶显示的两种基本状态亮(On)和暗(Off)。 在实际的液晶模以驱动电压中，有几个参数非常关键： 交流电压，液晶分子是需要交流信号来驱动的，长时间的直流电压加在液晶分子两端，会影响液晶分子的电气化学特性，引起显示模糊，寿命的减少，其破坏性为不可恢复； 扫描频率，直接驱动液晶分子的交流电压的频率一般在60～100Hz 之间，具体是依据LCD Panel 的面积和设计而定，频率过高，会导致驱动功耗的增加，频率过低，会导致显示闪烁，同时如果扫描频率同光源的频率之间有倍数关系，则显示也会有闪烁现象出现。 图-2 帧频(Frame)示意图 液晶分子是一种电压积分型材料，它的扭曲程度(透光性)仅仅和极板间电压的有效值有关，和充电波形无关。电压的有效值用COM/SEG 之间的电压差值的均方根VRMS 表示： []dt t V T RMS V T 2 )(1 )(∫= LCD 显示黑白(透光和不透光)的电压有效值的分界电压称为开启电压Vth，当电压有效值超过Vth，螺旋结构的旋光角度加大，透光率急剧变化，透明度急剧上升。反之，则透明度急剧下降。光线的透射率与交流电压的有效值的关系如图-3：