Camera基础知识

1. 摄像头组成

摄像头通常由以下几个主要组成部分构成：

镜头(lens)、传感器（sensor）、软板（FPC）、图像处理芯片（DSP）。

决定一个摄像头好坏的重要部件是：镜头（lens）、图像处理芯片 （DSP）、传感器（sensor）

2. 摄像头采样与格式

YUV 是一种颜色编码方法，和它等同的还有 RGB 颜色编码方法

RGB 颜色编码

RGB 三个字母分别代表了 红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue），这三种颜色称为 三原色，将它们以不同的比例相加，可以产生多种多样的颜色。
RGB 图像中，每个像素点都有红、绿、蓝三个原色，其中每种原色都占用 8 bit，也就是一个字节，那么一个像素点也就占用 24 bit，也就是三个字节。一张 1280 * 720 大小的图片，就占用 1280 * 720 * 3 / 1024 / 1024 = 2.63 MB 存储空间。

YUV 颜色编码

YUV 颜色编码采用的是 明亮度 和 色度 来指定像素的颜色
其中，Y 表示明亮度（Luminance、Luma），而 U 和 V 表示色度（Chrominance、Chroma）
和 RGB 表示图像类似，每个像素点都包含 Y、U、V 分量。但是它的 Y 和 UV 分量是可以分离的，如果没有 UV 分量一样可以显示完整的图像，只不过是黑白的。
对于 YUV 图像来说，并不是每个像素点都需要包含了 Y、U、V 三个分量，根据不同的采样格式，可以每个 Y 分量都对应自己的 UV 分量，也可以几个 Y 分量共用 UV 分量。

RGB 到 YUV 的转换

RGB 到 YUV 的转换，就是将图像所有像素点的 R、G、B 分量转换到 Y、U、V 分量


此时的转换结束后，每个像素点都有完整的 Y、U、V 分量。而之前提到 Y 和 UV 分量是可以分离的，接下来通过不同的采样方式，可以将图像的 Y、U、V 分量重新组合

YUV 采样格式

YUV 图像的主流采样方式有如下三种：

• YUV 4:4:4 采样
• YUV 4:2:2 采样
• YUV 4:2:0 采样

yuv444这种采样方式的图像和 RGB 颜色模型的图像大小是一样，并没有达到节省带宽的目的
一张 1280 * 720 大小的图片，在 YUV 4:2:2 采样时的大小为：
（1280 * 720 * 8 + 1280 * 720 * 0.5 * 8 * 2）/ 8 / 1024 / 1024 = 1.76 MB 。
一张 1280 * 720 大小的图片，在 YUV 4:2:0 采样时的大小为：
（1280 * 720 * 8 + 1280 * 720 * 0.25 * 8 * 2）/ 8 / 1024 / 1024 = 1.32 MB 。

YUV 存储格式

根据采样方式和存储格式的不同，就有了多种 YUV 格式。这些格式主要是基于 YUV 4:2:2 和 YUV 4:2:0 采样
以720×488大小图象YUV420 planar为例，其存储格式总大小为(720×480×3>>1)字节，分为三个部分:Y,U和V
Y分量： (720×480)个字节
U(Cb)分量：(720×480>>2)个字节
V(Cr)分量：(720×480>>2)个字节
三个部分内部均是行优先存储，三个部分之间是Y,U,V 顺序存储。
即YUV数据的0－－720×480 字节是Y分量值，
720×480－－720×480×5/4字节是U分量
720×480×5/4 －－720×480×3/2字节是V分量。

分辨率

分辨率就是指画面的解析度，由多少象素构成的数值越大，图像也就越清晰

摄像头接口

摄像头常用接口包括：USB、DVP、MIPI
DVP是并口，提供8-bit或10-bit并行传输数据线、HSYNC(Horizontal sync)行同步线、VSYNC(Vertical sync)帧同步线和PCLK(Pixel Clock)时钟同步线，DVP总线PCLK极限约在96M左右，而且走线长度不能过长，所有DVP最大速率最好控制在72M以下

MIPI是LVDS低压差分串口，只需要要CLKP/N、DATAP/N——最大支持4-lane，一般2-lane即可。
MIPI接口比DVP的接口信号线少，由于是低压差分信号，产生的干扰小，抗干扰能力也强。
DVP接口在信号完整性方面受限制，速率也受限制。
500W还可以勉强用DVP，800W及以上都采用MIPI接口