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数码相机基础知识

来源:互联网 作者:佚名 时间:2015-01-24 10:22
数码相机又称为数字相机,简称DCS(DigitalStillCamera)。其实质是一种非胶片相机,它采用CCD(电荷藕合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)作为光电转换器件,将被摄物体以数字形式记录在存储器中。 特性: 数码相机是集光学、机械、电子于一体的的现代高技
数码相机又称为数字相机,简称DCS(DigitalStillCamera)。其实质是一种非胶片相机,它采用CCD(电荷藕合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)作为光电转换器件,将被摄物体以数字形式记录在存储器中。
  
  特性:
  
  数码相机是集光学、机械、电子于一体的的现代高技术产品,它集成了影像信息的转换、存储和传输等多种部件,具有数字化存取模式、与计算机交互处理和实时拍摄的特点。因此数码相机有如下之特性:
  
  1.立即成像:数码相机属电子取像,可立即在液晶显示器、计算机显示器或电视上显示,可实时监视影像效果,也可随时删除不理想的图片。
  
  2.与计算机兼容:数码相机存储器里的图像输送到计算机后通过影像处理软件,可从事剪切,编辑、打印等,并可将影像存储在计算机中。
  
  3.电信传送:数码相机可将图像信号转换为电子信号,经电信传输网或内部网进行传输(邮政影像专递——E-mail)。
  
  基本结构:
  
  数码相机与传统的胶片相机两者最大的区别是在它们各自的内部结构和原理上。它们的共同点是均由光学镜头、取景器、对焦系统、快门、光圈、内置电子闪光灯等组成,有的数码相机既有取景器还有液晶显示器LCD。但数码相机还有其特殊的结构,如CCD或CMOS、仿真信号处理器、A/D模数转换器、DSP数字信号处理器、图像处理器、图像存储器和输出控制单元等。
  
  以下是数码相机主要部件的主要功能:
  
  1)镜头主要功能:把光线会聚到CCD或CMOS图像传感器上,起到调整焦距的作用。对于定焦数码相机,镜头、物体和聚焦平面间的理想距离被精确计算,从而固定了镜头和光圈的位置。对于ZOOM数码相机,有一个机械装置,可以带动镜头组前后运动,一直让镜头保持在聚焦平面中央,能够捕捉到距离镜头的远近的物体。
  
  2)CCD(CMOS)图像传感器主要功能:把镜头传来的图像信号转变为仿真电信号。
  
  3)A/D转换器主要功能:数码相机利用A/D转换器将CCD产生的仿真电信号转换为数字信号,并传输到图像处理单元。
  
  4)数字信号处理器主要功能:数字信号处理器主要功能是通过一系列复杂的数学运算法,如加、减、乘、除、积分等,对数字图像信号进行优化处理(包括:白平衡、彩色平衡、伽玛校正与边缘校正等)。
  
  5)图像压缩主要功能:数码相机的图像处理包括数据压缩,图像压缩的目的是为了节省存储空间,利用JPEG编码器把得到的图像转换为静止压缩的图像(JPEG格式)。
  
  6)总体控制电路主要功能:主控程序芯片(MCU)能协调和控制测光、运算、曝光、闪光控制及拍摄逻辑控制。当电源开启时,MCU则开始距检查各功能是否正常,若正常,相机处于准备状态。
  
  工作原理:
  
  数码相机在使用过程中,半按快门对准被摄的景物(快门ON状态,与胶片相机相反),从镜头传来的光图像经过光电转换器(CCD或CMOS)感应将光信号转换成为一一对应的仿真信号,再经A/D模数转换器转换,把仿真电信号变成数字信号,最后经过图像处理器DSP(DigitalSignalProcessor)和主控程序芯片(MCU)按照指定的文件格式,把图像以二进制数码的形式显示在LCD上,如按下快门,则把图像存入存储器中。数码相机的工作步骤大致分如下:
  
  1、开机准备:当打开相机的电源时,其内部的主控程序就开始检测各部件是否正常。如某一部件有异常,内部的蜂鸣器就会发出警报或在LCD上提示错误信息并停止工作。如一切正常,就进入准备状态。
  
  2、聚焦及测光:数码相机一般都有自动聚焦和测光功能。当打开DSC电源时,相机内部的主控程序芯片(MCU)立即进行测光运算,曝光控制和闪光控制及拍摄逻辑控制。当对准物体并把快门按下一半时,MCU开始工作,图像信号经过镜头测光(TTL测光方式)传到CCD或CMOS上并直接以CCD或CMOS输出的电压信号作为对焦信号,经过MCU的运算、比较再进行计算、确定对焦的距离和快门速度及光圈的大小,驱动镜头组的AF和AE装置进行聚焦。
  
  3、图像捕捉:在聚焦及测光完成后再按下快门,摄像器件(CCD或CMOS)就把从被摄景物上反射的光进行捕捉并以红、绿、蓝三种像素(颜色)存储。
  
  4、图像处理:就是把捕捉的图像进行A/D转换、图像处理、白平衡处理、色彩较正等,再到存储区合成在一起形成一幅完整的数字图像,在图像出来后再经过DSP单元进行压缩转换为JPEG格式(静止图像压缩方式),以便节省空间。
  
  5、图像存储:在图像处理单元压缩的图像送到存储器中进行保存。
  
  6、图像的输出:存储在数码相机存储器的图像通过输出端口可以输出送到计算机,可在计算机里通过图像处理程序(软件)进行图形编辑、处理、打印或网上传输等。
 
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