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camera bringup需要做什么
camera硬件包括
camera硬件连接关系
camera使用的通信接口
camera sensor
cmos sensor
色彩滤镜
sensor输出的分辨率
曝光控制-快门
曝光控制-曝光时间
曝光时间如何控制
曝光控制-帧率
曝光控制-增益
手动曝光
手动设置曝光-长曝…
目录
camera bringup需要做什么
camera硬件包括
camera硬件连接关系
camera使用的通信接口
camera sensor
cmos sensor
色彩滤镜
sensor输出的分辨率
曝光控制-快门
曝光控制-曝光时间
曝光时间如何控制
曝光控制-帧率
曝光控制-增益
手动曝光
手动设置曝光-长曝光
手动设置感光度
remosaic
PDAF
actuator
校准
马达异响
OIS
OIS-4轴补偿
OIS-drift补偿
OIS常见问题
EEPROM
EEPROM常见问题
ToF
闪光灯 camera bringup需要做什么
让camera相关的硬件正常工作(供电正常通信正常硬件设置正常软件运行正常)。
camera硬件包括
sensor - camera的核心器件用来生成图像eeprom - 存储校准参数actuator - 推动镜头完成对焦ois - 光学防抖组件flash - 闪光灯tof - 激光测距提升对焦速度
其中camera sensor是核心器件是必不可少的。其他器件根据模组的不同是可选择的。 camera硬件连接关系 CCI总线、MIPI总线、I2C总线都是挂在SOC上的。其中CMOS sensor、actuator、OIS、EEPROM、外挂LED驱动IC 都是通过 CCI总线挂载到SOC上的。平台接受的数据通过 cmos sensor 通过 MIPI总线进入到 SOC然后进入到 ISP进行图像处理。有一些项目有 TOF是通过 I2C总线挂载到 ADSP上。手机上的LED灯绝大部分都是挂载到 PMIC上的PMIC是高通的电源管理芯片。 camera使用的通信接口
I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。
I2C地址: 每个slave都有一个7位地址最后一位补0代表写补1代表读
I2C速率: 我们目前使用的三种速率 100kbit/s, 400kbit/s, 1Mbit/s MIPI联盟即移动产业处理器接口Mobile Industry Processor Interface 简称MIPI联盟。MIPI移动产业处理器接口是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准和一个规范。
目前有两套mipi协议
The C-PHY is based on 3-Phase symbol encoding technology delivering 2.28 bits per symbol over three-wire trios, and is targeting 2.5Gsymbols/s.比较新的协议传输速率高目前项目中的主摄像头大多支持C-phyF1的主摄F4J1J2的主摄使用的都是C-phy。 D-PHY的最初版本的设计目标是500Mbits/s而D是罗马数字拉丁文数字中500。D-PHY采用1对源同步的差分时钟和14对差分数据线来进行数据传输。比较旧一点的sensor采用的是 D-PHY最新的 sensor采用的是 C-PHY。 camera sensor
camera sensor的作用是把光转换成电信号 如下图所示光子进入光电二极管激发出电子 不同数量的光子积累的电荷不同我们就可以 通过积累的电荷来反映光强度的不同。 cmos sensor
图像传感器按照工艺可以分为
CCD是电荷耦合器件charge coupled device的简称。它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移也可将存储之电荷取出使电压发生变化。
CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor互补金属氧化物半导体的缩写。目前我们在手机上使用的camera sensor都是采用cmos。 色彩滤镜 sensor输出的分辨率
目前我们常用的主摄camera包括如下分辨率
Fullsize - 例如48M, 64M, 108MBinning size30fps - 例如12M, 16M, 27M4K60fps1080p120fps1080p240fps
sensor如何得到要输出的各种分辨率
binningcrop (analog crop, digital crop, output crop)
两种方式的差别
binning只能是整数倍crop相对要更灵活crop会导致视角(fov)变小binning不会但是binning会导致感光度变化 曝光控制-快门
手机使用的摄像头都是电子快门又可以细分为两种
rolling shutterglobal shutter 曝光控制-曝光时间
曝光时间如何控制
sensor有专门的寄存器用来控制曝光时间写入的寄存器值我们一般称为linecountlinecount的单位为Tline曝光时间可以通过如下的公式计算出来
vt clock lineLengthPixelClock x frameLenthlines x frameRate
虽然vt clock可以用过上述公式计算实际上vt clock在sensor工作时是一个定值
Tline lineLengthPixelClock / vt clock 一般来说Tline大概在10us这个量级
曝光时间 Tline x linecount
软件控制曝光的时候实际上是这样计算linecount的
linecount 曝光时间 / Tline
一般的linecount寄存器为16bit那么最大的曝光时间约等于多少 曝光控制-帧率
sensor也同样提供了控制帧率的寄存器寄存器值一般称为frame length lines正是上面我们计算Tline使用的值。
vt clock lineLengthPixelClock x frameLenthlines x frameRate
通过这个公式可以推出
frameRate vt clock / (lineLengthPixelClock x frameLenthlines)
frameLengthLines还需要满足一个如下的额外的条件其中vertialOffset和具体sensor关
frameLengthLines linecount vertialOffset 曝光控制-增益
sensor可以提供两个增益
模拟增益 - analog gain
数字增益 - digital gain
平台的ISP还提供了ISP gain
gain的总和 analog gain x digital gain x isp gain
由于曝光时间和增益对图像亮度的影响都是线性(几乎)的那么如果有两组曝光时间和增益的乘积相同即
linecount_A x gain_A linecount_B x gain_B
那么这两组曝光参数对应的图片亮度也是一样的 手动曝光
手动设置曝光-长曝光
目前我们最新的项目长曝光都支持到了32s但是曝光寄存器只有16位一般情况下Tline是10us最长曝光只有655.32ms超出的范围怎么实现
超出此范围的曝光时间都需要sensor硬件支持目前支持长曝光的sensor都有一个shift寄存器可以把Tline的时间成倍的提高
Tline_new Tline x 2^shift (大部分sensor的shift都可以到7) 手动设置感光度
ISO speed表示sensor的感光度ISO越大sensor感光的能力就越强ISO100 gain的取值对应sensor的N倍gain是由tuning决定的sensor支持的最小增益 gain_min,sensor支持的最大增益gain_maxISO speed的范围[gain_min / ISO100_gain, gain_max / ISO100_gain] remosaic
remosaic功能需要sensor的硬件支持支持remosaic功能的sensor采用了Quad CFA的排列。采用Quad CFA排列的sensor通常分辨率非常高我们常见的有48M64M 108M。普通模式我们使用binning size输出保证画质。当需要高分辨率图像时sensor切换到remosaic模式即为我们手机上的48M,64M,108M等模式。 PDAF PDAF简介_pdaf类型_repinkply的博客-CSDN博客 actuator
是一颗控制VCM马达的驱动IC软件通过I2C写入DAC code来控制马达的位置
从控制方式上可以分为
open loop
DAC code对应的是actuator输出的电流值低端模组常用精度不高需要补偿重力影响。 close loop
DAC code对应的是actuator的hall位置高端模组常用精度高性能好通常不需要补偿重力影响。 VCM结构 校准 马达异响 OIS OIS-4轴补偿 OIS-drift补偿 OIS常见问题 EEPROM EEPROM常见问题 ToF 闪光灯
