數(shù)碼相機(jī)又稱為數(shù)字相機(jī),簡稱DCS(Digital Still Camera)。其實質(zhì)是一種非膠片相機(jī),它采用CCD(電荷藕合器件)或CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)作為光電轉(zhuǎn)換器件,將被攝物體以數(shù)字形式記錄在存儲器中。
特性:
數(shù)碼相機(jī)是集光學(xué)、機(jī)械、電子于一體的的現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)品,它集成了影像信息的轉(zhuǎn)換、存儲和傳輸?shù)榷喾N部件,具有數(shù)字化存取模式、與計算機(jī)交互處理和實時拍攝的特點。因此數(shù)碼相機(jī)有如下之特性:
1.立即成像:數(shù)碼相機(jī)屬電子取像,可立即在液晶顯示器、計算機(jī)顯示器或電視上顯示,可實時監(jiān)視影像效果,也可隨時刪除不理想的圖片。
2.與計算機(jī)兼容:數(shù)碼相機(jī)存儲器里(電腦自動關(guān)機(jī))的圖像輸送到計算機(jī)后通過影像處理軟件,可從事剪切,編輯、打印等,并可將影像存儲在計算機(jī)中。
3.電信傳送:數(shù)碼相機(jī)可將圖像信號轉(zhuǎn)換為電子信號,經(jīng)電信傳輸網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)進(jìn)行傳輸(郵政影像專遞――E-mail)。
基本結(jié)構(gòu):
數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)的膠片相機(jī)兩(電腦沒聲音)者最大的區(qū)別是在它們各自的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理上。它們的共同點是均由光學(xué)鏡頭、取景器、對焦系統(tǒng)、快門、光圈、內(nèi)置電子閃光燈等組成,有的數(shù)碼相機(jī)既有取景器還有液晶顯示器LCD。但數(shù)碼相機(jī)還有其特殊的結(jié)構(gòu),如CCD或CMOS、仿真信號處理器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP數(shù)字信號處理器、圖像處理器、圖像存儲器和輸出控制單元等。
以下是數(shù)碼相機(jī)主要部件的主要功能:
1)鏡頭主要功能:把光線會聚到CCD或CMOS圖像傳感器上,起到調(diào)整焦距的作用。對于定焦數(shù)碼相機(jī),鏡頭、物體和聚焦平http://www.56wlw.com面間的理想距離被精確計算,從而固定了鏡頭和光圈的位置。對于ZOOM 數(shù)碼相機(jī),有一個機(jī)械裝置,可以帶動鏡頭組前后運動,一直讓鏡頭保持在聚焦平http://www.56wlw.com面中央,能夠捕捉到距離鏡頭的遠(yuǎn)近的物體。
2)CCD(CMOS)圖像傳感器主要功能:把鏡頭傳來的圖像信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉抡骐娦盘枴?
3)A/D轉(zhuǎn)換器主要功能:數(shù)碼相機(jī)利用A/D轉(zhuǎn)換器將CCD產(chǎn)生的仿真電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并傳輸?shù)綀D像處理單元。
4)數(shù)字信號處理器主要功能:數(shù)字信號處理器主要功能是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算法,如加、減、乘、除、積分等,對數(shù)字圖像信號進(jìn)行優(yōu)化處理(包括:白平http://www.56wlw.com衡、彩色平http://www.56wlw.com衡、伽瑪校正與邊緣校正等)。
5)圖像壓縮主要功能:數(shù)碼相機(jī)的圖像處理包括數(shù)據(jù)壓縮,圖像壓縮的目的是為了節(jié)省存儲空間,利用JPEG編碼器把得到的圖像轉(zhuǎn)換為靜止壓縮的圖像(JPEG格式)。
6)總體控制電路主要功能:主控程序芯片(MCU)能協(xié)調(diào)和控制測光、運算、曝光、閃光控制及拍攝邏輯控制。當(dāng)電源開啟時,MCU則開始距檢查各功能是否正常,若正常,相機(jī)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。
工作原理:
數(shù)碼相機(jī)在使用過程中,半按快門對準(zhǔn)被攝的景物(快門ON狀態(tài),與膠片相機(jī)相反),從鏡頭傳來的光圖像經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器(CCD或CMOS) 感應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換成為一一對應(yīng)的仿真信號,再經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,把仿真電信號變成數(shù)字信號,最后經(jīng)過圖像處理器DSP(Digital Signal Processor)和主控程序芯片(MCU)按照指定的文件格式,把圖像以二進(jìn)制數(shù)碼的形式顯示在LCD上,如按下快門,則把圖像存入存儲器中。 數(shù)碼相機(jī)的工作步驟大致分如下:
1、開機(jī)準(zhǔn)備:當(dāng)打開相機(jī)的電源時,其內(nèi)部的主控程序就開始檢測各部件是否正常。如某一部件有異常,內(nèi)部的蜂鳴器就會發(fā)出警報或在LCD上提示錯誤信息并停止工作。如一切正常,就進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。
2、聚焦及測光:數(shù)碼相機(jī)一般都有自動聚焦和測光功能。當(dāng)打開DSC電源時,相機(jī)內(nèi)部的主控程序芯片(MCU)立即進(jìn)行測光運算,曝光控制和閃光控制及拍攝邏輯控制。當(dāng)對準(zhǔn)物體并把快門按下一半時,MCU開始工作,圖像信號經(jīng)過鏡頭測光(TTL測光方式)傳到CCD或CMOS上并直接以CCD或CMOS輸出的電壓信號作為對焦信號,經(jīng)過MCU的運算、比較再進(jìn)行計算、確定對焦的距離和快門速度及光圈的大小,驅(qū)動鏡頭組的AF和AE裝置進(jìn)行聚焦。
3、圖像捕捉:在聚焦及測光完成后再按下快門,攝像器件(CCD或CMOS)就把從被攝景物上反射的光進(jìn)行捕捉并以紅、綠、藍(lán)三種像素(顏色)存儲。
4、圖像處理:就是把捕捉的圖像進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、圖像處理、白平http://www.56wlw.com衡處理、色彩較正等,再到存儲區(qū)合成在一起形成一幅完整的數(shù)字圖像,在圖像出來后再經(jīng)過DSP單元進(jìn)行壓縮轉(zhuǎn)換為JPEG格式(靜止圖像壓縮方式),以便節(jié)省空間。
5、圖像存儲:在圖像處理單元壓縮的圖像送到存儲器中進(jìn)行保存。
6、圖像的輸出:存儲在數(shù)碼相機(jī)存儲器的圖像通過輸出端口可以輸出送到計算機(jī),可在計算機(jī)里(電腦自動關(guān)機(jī))通過圖像處理程序(軟件)進(jìn)行圖形編輯、處理、打印或網(wǎng)上傳輸?shù)取?
功能:
在中高級的數(shù)碼相機(jī)中,一般都含有AE功能和AF功能
1) AE功能當(dāng)DSC相機(jī)對準(zhǔn)被攝物體時,CCD根據(jù)鏡頭傳來的圖像亮度的強http://www.56wlw.com弱,轉(zhuǎn)變?yōu)镃CD數(shù)字電壓信號,DSP再根據(jù)CCD數(shù)字電壓信號進(jìn)行運算處理,再把運算結(jié)果傳輸給MCU迅速找到合適的快門速度和鏡頭光圈的大小最佳值,由MCU控制AE機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動曝光。
2) AF功能 直接利用CCD輸出的數(shù)字電壓信號作為對焦信號,經(jīng)過MCU的運算比較進(jìn)行驅(qū)動鏡頭AF機(jī)構(gòu)前后運動。
分類:
目前數(shù)碼相機(jī)的分類很多,如果按圖像傳感器來分,可分為CCD數(shù)碼相機(jī)和CMOS數(shù)碼相機(jī)。
CCD數(shù)碼相機(jī):
CCD數(shù)碼相機(jī)是指數(shù)碼相機(jī)使用CCD圖像傳感器來記錄圖像,屬中高文件相機(jī)。CCD本身是不能分辨各種顏色的光,要用不同顏色的濾色片配合使用,因此CCD數(shù)碼相機(jī)有以下兩(電腦沒聲音)種工作方式:
1、利用透鏡和分光鏡將光圖像信號分成R、G、B三種顏色,并分別作用在三片CCD上,這三種顏色的光經(jīng)CCD轉(zhuǎn)換為仿真電信號,然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,再經(jīng)DSP數(shù)字信號處理器處理后存儲到存儲器中。
2、在每個像素點的位置上有三個分別加上R、G、B三種顏色濾色片的CCD,經(jīng)過透鏡后的光圖像信號被分別作用在不同的傳感器上,并將它們轉(zhuǎn)換為仿真電信號,然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,再經(jīng)DSP數(shù)字信號處理器處理后存儲到內(nèi)存中。
CMOS數(shù)碼相機(jī):
CMOS數(shù)碼相機(jī)是指數(shù)碼相機(jī)使用CMOS圖像傳感器來記錄圖像。其工作方式與CCD數(shù)碼相機(jī)相似,目前屬低檔相機(jī)。
CCD圖像傳感器與CMOS圖像傳感器比較:
CMOS圖像傳感器易與A/D電路、數(shù)字信號處理器DSP電路等集成在一起。CCD圖像傳感器只能單一的鎖存到成千上萬的采樣點上的光線的狀態(tài),CMOS則可以完成其它的許多功能,如A/D轉(zhuǎn)換,負(fù)載信號處理、白平http://www.56wlw.com衡處理及相機(jī)控制(白平http://www.56wlw.com衡調(diào)調(diào)整就是通過圖像調(diào)整,使在各種光線條件下拍的照片色彩與人眼看到的景物色彩一樣)。另外,CMOS圖像傳感器還有耗電小的優(yōu)點,其耗電量約為CCD圖像傳感器的1/10。但目前CMOS圖像傳感器在解析力和色彩上還不如CCD圖像傳感器,圖像有噪音、準(zhǔn)確捕捉動態(tài)圖像的能力還不強http://www.56wlw.com。www.mydigit.cn
聚焦:
聚焦是清晰成像的前提,數(shù)碼相機(jī)一般都有自動聚焦功能。數(shù)碼相機(jī)的自動聚焦功能與傳統(tǒng)的膠片相機(jī)類似,也有主動式和被動式兩(電腦沒聲音)種形式。
主動式就是相機(jī)主動發(fā)射紅外線(或超聲波),根據(jù)目標(biāo)的反射進(jìn)行對焦。 被動式就是相機(jī)不發(fā)射任何射線而根據(jù)目標(biāo)的成像進(jìn)行對焦。
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