在可拍照手機(jī)中每個(gè)漂亮照片的背后，都有大量的電子/光學(xué)/機(jī)械處理“魔術(shù)”在上演著。而用戶通常不留意這些處理“魔術(shù)”，因?yàn)樗鼈冹o悄悄且不為人注意地進(jìn)行著。本文討論用一個(gè)可拍照手機(jī)內(nèi)的CMOS傳感器生成一個(gè)優(yōu)異圖像所面臨的各種挑戰(zhàn)。
=y':VIVJC s#Le`pGoW 圖1：一個(gè)數(shù)碼相機(jī)的機(jī)械示意圖，其光學(xué)系統(tǒng)和一個(gè)常規(guī)膠片相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)基本一致。[img][/img]
1kpI?Plki L $b9|j7 圖像的生成
{<GsM WMg#pLc# 在一個(gè)膠片相機(jī)中，通過(guò)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)采集的光照射在一段膠片上，膠片經(jīng)過(guò)曝光以及隨后的化學(xué)沖洗過(guò)程。而在數(shù)碼相機(jī)中，光依然是穿過(guò)一個(gè)帶有多元件鏡頭和鏡頭筒的光學(xué)系統(tǒng)，不過(guò)此時(shí)這些光是照射在一個(gè)傳感器行列陣上，該傳感器陣由幾百萬(wàn)個(gè)微小圖像元素即像素組成。圖1是一個(gè)數(shù)碼相機(jī)的機(jī)械示意圖。
pS%Az)3RZ A $5T3j' 當(dāng)光照射到該像素陣列上，穿過(guò)一個(gè)色彩濾波器陣列，確保只有藍(lán)色、紅色或綠色光真正到達(dá)適當(dāng)?shù)南袼厣稀Ｔ诿總�(gè)像素上生成一個(gè)模擬信號(hào)，它再經(jīng)過(guò)一個(gè)ADC被變換成一個(gè)數(shù)字信號(hào)。該信號(hào)隨后穿過(guò)一個(gè)被稱為圖像管道(即I-Pipe)的部件，該部件由一系列使信號(hào)看起來(lái)像一幅真實(shí)照片的電子濾波器構(gòu)成。
3{%/1>+x5 `S!`=26Z! I-Pipe調(diào)整白色平衡和色彩，并消除由拍照方法本身引入的某些異常。這些異常包括鏡頭陰影、幾何失真、偏離鏡頭中心的照片跑焦模糊和數(shù)字傳感器噪聲。安捷倫的I-Pipe還把該圖像壓縮成JPEG格式以便生成可迅速寫入一個(gè)存儲(chǔ)媒介的容量小且精確的壓縮圖像。
!XFN/-Q , J@Li*Ypo 對(duì)光進(jìn)行預(yù)處理
%|;^[^7+}t =3}+f-6"' 一個(gè)吸收性或反射性紅外濾波器被用來(lái)阻止780納米以上的紅外輻射，而只讓光譜的可見光部分通過(guò)。這確保圖像傳感器只關(guān)注人眼將看到的東西，并對(duì)色彩的完整度進(jìn)行優(yōu)化。如果不以這種方式截?cái)嗉t外光，它就可能引起模糊并降低鏡頭所拍圖像的清晰度。
nK:3 9D$( 圖2：人眼對(duì)綠色的敏感度是對(duì)紅色和藍(lán)色的兩倍。Bayer色彩濾波器采用一行藍(lán)色和綠色濾波器與一行紅色和綠色濾波器相交替，使得綠色像素是藍(lán)色、紅色像素的兩倍。
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