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Sensor信号输出YUV、RGB、RAW DATA、JPEG【转】

本文转载:http://blog.csdn.net/southcamel/article/details/8305873

简单来说,YUV: luma (Y) chroma (UV) 格式, 一般情况下sensor支持YUV422格式,即按数据格式Y-U-Y-V次序输出的RGB: 传统的红绿蓝格式,如RGB565,其16-bit数据格式为5-bit R 6-bit G 5-bit B。G原因是人眼对绿色比较敏感。RAW RGB: sensor每个像素对应一个彩色滤光片,滤光片按Bayer pattern分布。直接输出每个像素的数据,即RAW RGB dataJPEG: 有些sensor,特别是低分辨率,它自带JPEG engine,压缩后可直接输出jpg格式的数据对于这些输出格式,有几个问题:1、 一些手机基带芯片只能支持2M以下的YUV sensor,3M以上只能使用JPEG sensor,这里说明YUV输出格式对基带芯片有一定的要求, 那么到底YUV sensor对基带芯片要求是什么?2、 若直接输出RGB,对于LCD显示是最方便的,那么为什么大多数基带芯片都需要输出呢?YUV格式的数据再进行处理呢?1 YUV一个像素占2B,如果像素过高,基带芯片在高时钟下无法处理,JPEG数据量要小得多,所以不是YUV对基带芯片有要求,但对输出数据速率有要求。2 RGB565通常用于非常低端的基带芯片,直接刷到屏幕上。YUV输出亮度信号没有损失,色偏信号人眼不是特别敏感,RGB565输出格式是R5G3 G3B很多原始信息会丢失,所以YUV比图像质量和稳定性更好RGB565好的多3 RAW每个像素的数据是1B,数据量要少得多,一般5M以上sensor就只输出RAW为了保证数据的快速输出速度,在后端挂一个DSP处理输出数据。--------------------------------------------------------------------------------RAW和JPEG的区别RAW格式文件基本上是未经任何图像处理的源文件, 它可以原本记录相机拍摄的信 没有图像处理(如锐化、增加色彩对比)和压缩造成的信息丢失,但需要使用特殊软件 打开这些文件。 另一种常见的格式是JPEG,相机会根据用户的设置进行一定的图像处理,然后压缩 (程度取决于相机中设置的照片质量)和保存照片。 为何要拍摄RAW? RAW它是专业摄影师常用的一种格式,因为它可以本地保存信息,让用户可以大幅度地拍照 后期制作,如调整白平衡、曝光度、色彩对比度等设置,也特别适合新手补救拍摄失败的照片 无论后期制作发生什么变化,照片都可以无损地恢复到原始状态,不怕因意外存储而丢失照片。 RAW还有一个好处,比如佳能DPP该软件可以修正镜头失光、变形等。 JPEG格式的优点是什么? JPEG格式是一种非常流行的照片格式,几乎所有现代数码相机都可以使用这种格式,绝大多数 也可以在计算机上打开JPEG文件,用户也可以随意设置压缩程度来保留图像质量(最佳)JPEG画质跟RAW 非常接近),是一种非常方便的格式。 我该拍摄RAW还是JPEG? 在讨论这个问题之前,让我们看看RAW格式的缺点是什么: 1.因为RAW文件需要保留所有的细节和信息,因此文件比JPEG大得多,所以存储照片或传输照片 计算机需要更长的时间,需要更大的存储容量; 2.RAW一旦计算机没有安装软件,文件需要使用特殊软件打开; 3.承上,一旦10年后特定软件无法安装,以前拍摄的照片无法打开; 4.软件打开RAW时间长,需要8、9s,慢慢用20s也说不定; 5.不同的软件有不同的翻译方式RAW文件,所以一个RAW文件在Photoshop 和Nikon Capture NX看可能会有所差别; 6.厂家销售的专用软件价格不低。(佳能DPP尼康可免费下载NX则需另购) 清楚RAW在缺点之后,我们可以看到应该选择哪种情况RAW或JPEG: 如果需要拍很多照片,应该考虑使用JPEG,因为它的容量需求少,可以保留后制和把手 照片转换为JPEG的时间; 如果用作商业拍摄或者喜欢后期制作,应该用RAW,后制空间大; 如果正在旅行摄影,可以考虑使用RAW或者RAW JPEG,因为旅游的地方可能不常去,所以可以用 RAW一旦拍摄失败,也有更大的补救机会。 后记 其实现在Photoshop对于JPEG也可以通过文件level或curve调节曝光,白平衡, 色彩对比等,当然,如果需要做大调整或者RAW文件更合适。

摄像头数据格式

摄像头的数据输出格式一般分为CCIR601、CCIR656、RAW RGB这里说的等格式RGB格式应该是CCIR601或CCIR656格式。而RAW RGB格式一般RGB格式不同。我们知道,Sensor感光原理是通过感光点逐一采样和量化光,但在Sensor中间,每个感光点只能感光RGB其中一种颜色。因此,30万像素或130万像素通常指30万或130万感光点。每个感光点只能感光一种颜色。但是,要恢复一个真实的图像,每一点都需要RGB因此,对于三种颜色,CCIR601或656格式,在Sensor内部会有一个模块ISP模块,会将Sensor插值和特效处理采集的数据,例如,如果感光点感应的颜色是R,那么,ISP根据这个感光点周围的模块G、B计算这一点的感光点值G、B值,那么,这一点RGB值被恢复,然后以601或656的格式传输到Host。而RAW RGB格式的Sensor它感应到没有感光点RGB数值直接传输Host,由Host插值和特效处理。

Raw RGB 每个像素只有一种颜色(R、G、B中种);RGB 每个像素有三种颜色,每个值为0~255之间;在手机摄像头的测试过程中,由sensor输出的数据是Raw data(Raw RGB),变成彩色插值RGB

sensor输出数据格式主要分为两种:YUV(比较流行),RGB,这就是sonsor数据输出;其中GRB就是Raw RGB,是sensor的bayer阵列获取的数据(每个传感器获得相应的颜色亮度);但是输出的数据不等于就是图像的实际数据,模组测试时,就要写一个软件,完成数据采集(获得Raw data)->彩色插值(目的是获得RGB图像显示方便的格式)->图像显示;通过这种方式,我们可以发现整个模块是否正常,是否有坏点、脏点等,并检测到不良产品(在软件处理过程中,为了获得更好的图像质量,还需要白平衡,gamma校正,彩色校正)在手机应用中,手机根据相机模块的数据格式提供一个ISP(主要用于RGB格式),配合软件,应用摄影功能;

对于SENSOR来说,Bayer RGB和RGB Raw两者的图像结构都是BG/GR的(Bayer pattern说的是COLOR FILTER有两种结构:STD Bayer pattern 与Pair pattern,其中STD Bayer pattern的结构是BG/GR的,而Pair Pattern顾名思义是指BGBG/GRGR结构,即以四行为单位,前两行为单位BG结构,后两行是GR美光专门为此申请专利的结构,主要在输出TV模式(NTSC/PAL),由于后端应用时,对RAW DATA图像的 根据默认结构解码 解码的 ,如BG/GR,因此 Bayer RGB和RGB Raw两者的图像结构必须都是BG/GR如果输出图像结构是,BGBG/GRGR,不能直接显示和解码 的。Bayer RGB与RGB Raw主要区别在于输出前处理的不同,Bayer RGB从ADC输出,只通过LENS SHADING CORRECTION,GAMMA直接输出等待模块处理RGB Raw整个过去了ISP模块的处理最终是通过YUV422的数据转换数字视频CCIR 601编码标准1、采样频率:为保证信号同步,采样频率必须是电视信号行频的倍数。CCIR为NTSC、PAL和SECAM共同的电视图像采样标准:fs=13.5MHz采样频率恰到好处PAL、SECAM864倍的制频,NTSC制作频率的858倍可以保证采样时采样时钟与行同步信号同步。对于4:2:2的采样格式,使用亮度信号fs频率采样,分别使用两个色差信号fs/2=6.75MHz频率采样。因此,色度分量的最小采样率为3.375MHz。二、分辨率:根据采样频率计算PAL和SECAM对于标准,每次扫描采样864个样本点;NTSC样本点为858个。由于电视信号中的每一行都包含一定的同步信号和回扫信号,有效的图像信号样本点并不多,CCIR 601规定每行有效样本点为720点。每帧的有效行数因不同的系统而不同(PAL和SECAM制为576行,NTSC制为484行),CCIR定义720×484高清电视HDTV(High Definition TV)基本标准。下表参数通常用于实际计算机显示数字视频:电视制式 分辨率 帧 率NTSC 640×480 30PAL 768×576 25三、数据量:CCIR 601规定,每个样本点按8位数字化,即256级。但事实上,亮度信号占220级,色度信号占225级,其他位置用于同步和编码控制。fs数字视频的数据量为:13.5(MHz)×8(bit)+2×6.75(MHz)×8(bit) = 27Mbyte / s还可以算出,如果采样方式为4:4:4,数字视频的数据量为每秒40兆字节!一段10秒的数字视频按每秒27兆字节的数据率计算,占用270兆字节的存储空间。根据这个数据率,一个680兆字节容量的光盘只能记录大约25秒的数字视频数据信息,即使目前的高速光驱,其数据传输率也远低于每秒27兆字节,视频数据将无法实时回放。这种未压缩的数字视频数据量对于目前的计算机和网络来说无论是存储或传输都是不现实的因此,在多媒体中应用数字视频的关键问题是数字视频的压缩技术。 CCIR601和CCIR656标准的区别关于这两种信号的区别:ITU-R BT 601:16位数据传输;21芯;Y、U、V信号同时传输。ITU-R BT 656:9芯,不需要同步信号;8位数据传输;串行视频传输;传输速率是601的2倍;先传Y,后传UV。CCIR601要通过行、场同步两根信号线来传递行、场同步信息;CCIR656不需要这两根信号线,它只通过8位数据线实现“软”同步。CCIR656=CCIR601+HSYNC+VSYNC656输出的是串行数据,行场同步信号嵌入在数据流中;601是传输的是并行数据,行场同步有单独输出;656只是数据传输接口而已,可以说是作为601的一个传输方式。简单的说ITU-R BT.601是“演播室数字电视编码参数” 标准,而ITU-R BT.656则是ITU-R BT.601附件A中的数字接口标准,用于主要数字视频设备(包括芯片)之间采用27Mhz/s并口或243Mb/s串行接口的数字传输接口标准。CCIR601号建议的制定,是向着数字电视广播系统参数统一化、标准化迈出的第一步。在该建议中,规定了625和525行系统电视中心演播室数字编码的基本参数值。601号建议单独规定了电视演播室的编码标准。它对彩色电视信号的编码方式、取样频率、取样结构都作了明确的规定。它规定彩色电视信号采用分量编码。所谓分量编码就是彩色全电视信号在转换成数字形式之前,先被分离成亮度信号和色差信号,然后对它们分别进行编码。分量信号(Y、B -- Y、R -- Y)被分别编码后,再合成数字信号。 它规定了取样频率与取样结构。例如:在4:2:2等级的编码中,规定亮度信号和色差信号的取样频率分别为13.5MHZ和6.75MHZ,取样结构为正交结构,即按行、场、帧重复,每行中的R-Y和B-Y取样与奇次(1,3,5……)Y的取样同位置,即取样结构是固定的,取样点在电视屏幕上的相对位置不变。 它规定了编码方式。对亮度信号和两个色差信号进行线性PCM编码,每个取样点取8比特量化。同时,规定在数字编码时,不使用A/D转换的整个动态范围,只给亮度信号分配220个量化级,黑电平对应于量化级16,白电平对应于量化级235。为每个色差信号分配224个量化级,色差信号的零电平对应于量化级128。综上所述,我们知道,分量信号的编码数据流是很高的。以4:2:2编码标准为例,其比特流为:13.5×8+6.75×8×2=216Mb/S。若采用4:4:4编码方式,即对复合信号直接编码,其抽样频率取为13.3×8=106.4 Mb/S。PS:我们可以认为CCIR601即“ITU-R BT.601-5”,“ITU-R BT.656-4"即CCIR601。656只有8位DATA+CLK,601有8位DATA+CLK+HSYNC+VSYNC,还有16位DATA+CLK+HSYNC+VSYNC。656把HSYNC、VSYNC插到数据中,601的数据线只有数据

标签: 接近传感器3m10v输出传感器专用表

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