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浅谈sensor

文章目录

  • 前言
  • 一、sensor的感光原理
  • 二、sensor的像素阵列
  • 三、sensor数据输出格式


前言

sensor作为人工智能的最前端设备,负责将外部光信号转换为电子系统可以处理的电信号。以下是后续电信号处理设计中最重要的指标。

一、sensor的感光原理

sensor感光原理的基础是光电效应。sensor感光单元,即像素单元,在接受外部光刺激后,会产生一定的电信号,经过处理后,可以显示外部图像信息。 在这里插入图片描述

图像的发展史,从黑白照片到彩色图像,那么如何获得彩色图像呢?这就需要对像素单元作一定的处理,根据RGB三原色原理可以在像素单元上方覆盖滤光膜,使像素单元只接受某种颜色的入射光(Red单元、Green单元、Blue单元),按一定规则排列像素单元,然后通过插值等方法还原颜色信息。

二、sensor的像素阵列

不同的sensor滤膜可以设计成不同的布局,以下是几种常见的布局 Sensor实际像点的数量通常比标准图像分辨率(如2048x1536,1920x1080等)要大一些,多出来的像点主要有两个功能,

黑像素,即dark pixel,不透明金属覆盖在像点上方,相当于零输入,用于检测像素的暗电流水平 滤波像素,即filter pixel,很多ISP算法会使用3x3或5x5大小的滤波窗需要在输出分辨率的基础上增加几行,使滤波窗充满有效像素

三、sensor数据输出格式

YUV:luma(Y) chroma(UV)格式(亮度、色度)sensor支持YUV422格式,即Y-U-Y-V按顺序输出数据。 RGB:传统的红绿蓝格式,如RGB565,5bit R 6bit G 5bit B,G多一个是因为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(拜耳模板)分布,直接输出每个像素的数据,即Raw RGB Data。 JPEG:有些sensor,特别是低分辨率,它自带JPEG engine,压缩后可直接输出jpg格式数据。

需要根据具体的应用场景选择哪种数据输出方式。例如,智能传感器需要前端sensor进一步处理输出信号CNN此时网络推断等raw RGB格式信号更方便。


参考文章: 链接: linkUnderstanding CMOS Image Sensor 链接: linkcamera理论基础和工作原理

标签: 6x3光电传感器

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