_拍照手机原理[1] 拍照手机原理 在可拍照手机中每个漂亮照片的背后，都有大量的电子/光学/机械处理“魔术”在上演着 。而用户通常不留意这些处理“魔术”，因为它们静悄悄且不为人注意地进行着。本文讨 论用一个可拍照手机内的CMOS传感器生成一个优异图像所面临的各种挑战。 [pic] 图1：一个数码相机的机械示意图，其光学系统和一个常规胶片相机的光学系统基本一致 。 图像的生成 在一个胶片相机中，通过一个光学系统采集的光照射在一段胶片上，胶片经过曝光以及 随后的化学冲洗过程。而在数码相机中，光依然是穿过一个带有多元件镜头和镜头筒的 光学系统，不过此时这些光是照射在一个传感器行列阵上，该传感器阵由几百万个微小 图像元素即像素组成。图1是一个数码相机的机械示意图。 当光照射到该像素阵列上，穿过一个色彩滤波器阵列，确保只有蓝色、红色或绿色光真 正到达适当的像素上。在每个像素上生成一个模拟信号，它再经过一个ADC被变换成一个 数字信号。该信号随后穿过一个被称为图像管道(即I- Pipe)的部件，该部件由一系列使信号看起来像一幅真实照片的电子滤波器构成。 I- Pipe调整白色平衡和色彩，并消除由拍照方法本身引入的某些异常。这些异常包括镜头 阴影、几何失真、偏离镜头中心的照片跑焦模糊和数字传感器噪声。安捷伦的I- Pipe还把该图像压缩成JPEG格式以便生成可迅速写入一个存储媒介的容量小且精确的压 缩图像。 对光进行预处理 一个吸收性或反射性红外滤波器被用来阻止780纳米以上的红外辐射，而只让光谱的可见 光部分通过。这确保图像传感器只关注人眼将看到的东西，并对色彩的完整度进行优化 。如果不以这种方式截断红外光，它就可能引起模糊并降低镜头所拍图像的清晰度。 [pic] 图2：人眼对绿色的敏感度是对红色和蓝色的两倍。Bayer色彩滤波器采用一行蓝色和绿 色滤波器与一行红色和绿色滤波器相交替，使得绿色像素是蓝色……