數碼相機又稱為數字相機,簡稱DCS(Digital Still Camera)。其實質是一種非膠片相機,它采用CCD(電荷藕合器件)或CMOS(互補金屬氧化物半導體)作為光電轉換器件,將被攝物體以數字形式記錄在存儲器中。
特性:
數碼相機是集光學、機械、電子於一體的的現代高技術產品,它集成了影像信息的轉換、存儲和傳輸等多種部件,具有數字化存取模式、與計算機交互處理和實時拍攝的特點。因此數碼相機有如下之特性:
1.立即成像:數碼相機屬電子取像,可立即在液晶顯示器、計算機顯示器或電視上顯示,可實時監視影像效果,也可隨時刪除不理想的圖片。
2.與計算機兼容:數碼相機存儲器裡(電腦自動關機)的圖像輸送到計算機後通過影像處理軟件,可從事剪切,編輯、打印等,並可將影像存儲在計算機中。
3.電信傳送:數碼相機可將圖像信號轉換為電子信號,經電信傳輸網或內部網進行傳輸(郵政影像專遞——E-mail)。
基本結構:
數碼相機與傳統的膠片相機兩(電腦沒聲音)者最大的區別是在它們各自的內部結構和原理上。它們的共同點是均由光學鏡頭、取景器、對焦系統、快門、光圈、內置電子閃光燈等組成,有的數碼相機既有取景器還有液晶顯示器LCD。但數碼相機還有其特殊的結構,如CCD或CMOS、仿真信號處理器、A/D模數轉換器、DSP數字信號處理器、圖像處理器、圖像存儲器和輸出控制單元等。
以下是數碼相機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,起到調整焦距的作用。對於定焦數碼相機,鏡頭、物體和聚焦平http://www.xsyzj.cn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。對於ZOOM 數碼相機,有一個機械裝置,可以帶動鏡頭組前後運動,一直讓鏡頭保持在聚焦平http://www.xsyzj.cn面中央,能夠捕捉到距離鏡頭的遠近的物體。
2)CCD(CMOS)圖像傳感器主要功能:把鏡頭傳來的圖像信號轉變為仿真電信號。
3)A/D轉換器主要功能:數碼相機利用A/D轉換器將CCD產生的仿真電信號轉換為數字信號,並傳輸到圖像處理單元。
4)數字信號處理器主要功能:數字信號處理器主要功能是通過一系列復雜的數學運算法,如加、減、乘、除、積分等,對數字圖像信號進行優化處理(包括:白平http://www.xsyzj.cn衡、彩色平http://www.xsyzj.cn衡、伽瑪校正與邊緣校正等)。
5)圖像壓縮主要功能:數碼相機的圖像處理包括數據壓縮,圖像壓縮的目的是為了節省存儲空間,利用JPEG編碼器把得到的圖像轉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)能協調和控制測光、運算、曝光、閃光控制及拍攝邏輯控制。當電源開啟時,MCU則開始距檢查各功能是否正常,若正常,相機處於准備狀態。
工作原理:
數碼相機在使用過程中,半按快門對准被攝的景物(快門ON狀態,與膠片相機相反),從鏡頭傳來的光圖像經過光電轉換器(CCD或CMOS) 感應將光信號轉換成為一一對應的仿真信號,再經A/D模數轉換器轉換,把仿真電信號變成數字信號,最後經過圖像處理器DSP(Digital Signal Processor)和主控程序芯片(MCU)按照指定的文件格式,把圖像以二進制數碼的形式顯示在LCD上,如按下快門,則把圖像存入存儲器中。 數碼相機的工作步驟大致分如下:
1、開機准備:當打開相機的電源時,其內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,內部的蜂鳴器就會發出警報或在LCD上提示錯誤信息並停止工作。如一切正常,就進入准備狀態。
2、聚焦及測光:數碼相機一般都有自動聚焦和測光功能。當打開DSC電源時,相機內部的主控程序芯片(MCU)立即進行測光運算,曝光控制和閃光控制及拍攝邏輯控制。當對准物體並把快門按下一半時,MCU開始工作,圖像信號經過鏡頭測光(TTL測光方式)傳到CCD或CMOS上並直接以CCD或CMOS輸出的電壓信號作為對焦信號,經過MCU的運算、比較再進行計算、確定對焦的距離和快門速度及光圈的大小,驅動鏡頭組的AF和AE裝置進行聚焦。
3、圖像捕捉:在聚焦及測光完成後再按下快門,攝像器件(CCD或CMOS)就把從被攝景物上反射的光進行捕捉並以紅、綠、藍三種像素(顏色)存儲。
4、圖像處理:就是把捕捉的圖像進行A/D轉換、圖像處理、白平http://www.xsyzj.cn衡處理、色彩較正等,再到存儲區合成在一起形成一幅完整的數字圖像,在圖像出來後再經過DSP單元進行壓縮轉換為JPEG格式(靜止圖像壓縮方式),以便節省空間。
5、圖像存儲:在圖像處理單元壓縮的圖像送到存儲器中進行保存。
6、圖像的輸出:存儲在數碼相機存儲器的圖像通過輸出端口可以輸出送到計算機,可在計算機裡(電腦自動關機)通過圖像處理程序(軟件)進行圖形編輯、處理、打印或網上傳輸等。
功能:
在中高級的數碼相機中,一般都含有AE功能和AF功能
1) AE功能當DSC相機對准被攝物體時,CCD根據鏡頭傳來的圖像亮度的強http://.弱,轉變為CCD數字電壓信號,DSP再根據CCD數字電壓信號進行運算處理,再把運算結果傳輸給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機構進行自動曝光。
2) AF功能 直接利用CCD輸出的數字電壓信號作為對焦信號,經過MCU的運算比較進行驅動鏡頭AF機構前後運動。
分類:
目前數碼相機的分類很多,如果按圖像傳感器來分,可分為CCD數碼相機和CMOS數碼相機。
CCD數碼相機:
CCD數碼相機是指數碼相機使用CCD圖像傳感器來記錄圖像,屬中高文件相機。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數碼相機有以下兩(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,並分別作用在三片CCD上,這三種顏色的光經CCD轉換為仿真電信號,然後經A/D轉換器轉換為數字信號,再經DSP數字信號處理器處理後存儲到存儲器中。
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,經過透鏡後的光圖像信號被分別作用在不同的傳感器上,並將它們轉換為仿真電信號,然後經A/D轉換器轉換為數字信號,再經DSP數字信號處理器處理後存儲到內存中。
CMOS數碼相機:
CMOS數碼相機是指數碼相機使用CMOS圖像傳感器來記錄圖像。其工作方式與CCD數碼相機相似,目前屬低檔相機。
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,CMOS則可以完成其它的許多功能,如A/D轉換,負載信號處理、白平http://www.xsyzj.cn衡處理及相機控制(白平http://www.xsyzj.cn衡調調整就是通過圖像調整,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、准確捕捉動態圖像的能力還不強http://.。www.mydigit.cn
聚焦:
聚焦是清晰成像的前提,數碼相機一般都有自動聚焦功能。數碼相機的自動聚焦功能與傳統的膠片相機類似,也有主動式和被動式兩(電腦沒聲音)種形式。
主動式就是相機主動發射紅外線(或超聲波),根據目標的反射進行對焦。 被動式就是相機不發射任何射線而根據目標的成像進行對焦。