數(shù)碼相機(jī)又稱為數(shù)字相機(jī),簡稱DCS(DigitalStillCamera)。其實(shí)質(zhì)是一種非膠片相機(jī),它采用CCD(電荷藕合器件)或CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)作為光電轉(zhuǎn)換器件,將被攝物體以數(shù)字形式記錄在存儲(chǔ)器中。 特性: 數(shù)碼相機(jī)是集光學(xué)、
機(jī)械、電子于一體的的現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)品,它集成了影像信息的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和傳輸?shù)榷喾N部件,具有數(shù)字化存取模式、與計(jì)算機(jī)交互處理和實(shí)時(shí)拍攝的特點(diǎn)。因此數(shù)碼相機(jī)有如下之特性: 1.立即成像:數(shù)碼相機(jī)屬電子取像,可立即在液晶顯示器、計(jì)算機(jī)顯示器或電視上顯示,可實(shí)時(shí)監(jiān)視影像效果,也可隨時(shí)刪除不理想的圖片。 2.與計(jì)算機(jī)兼容:數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)器里的圖像輸送到計(jì)算機(jī)后通過影像處理軟件,可從事剪切,編輯、打印等,并可將影像存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。 3.電信傳送:數(shù)碼相機(jī)可將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào),經(jīng)電信傳輸網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)進(jìn)行傳輸(郵政影像專遞??E-mail)。 基本結(jié)構(gòu): 數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)的膠片相機(jī)兩者最大的區(qū)別是在它們各自的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理上。它們的共同點(diǎn)是均由光學(xué)鏡頭、取景器、對(duì)焦系統(tǒng)、快門、光圈、內(nèi)置電子閃光燈等組成,有的數(shù)碼相機(jī)既有取景器還有液晶顯示器LCD。但數(shù)碼相機(jī)還有其特殊的結(jié)構(gòu),如CCD或CMOS、仿真信號(hào)處理器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP數(shù)字信號(hào)處理器、圖像處理器、圖像存儲(chǔ)器和輸出控制單元等。 以下是數(shù)碼相機(jī)主要部件的主要功能: 1)鏡頭主要功能:把光線會(huì)聚到CCD或CMOS圖像傳感器上,起到調(diào)整焦距的作用。對(duì)于定焦數(shù)碼相機(jī),鏡頭、物體和聚焦平面間的理想距離被精確計(jì)算,從而固定了鏡頭和光圈的位置。對(duì)于ZOOM數(shù)碼相機(jī),有一個(gè)機(jī)械裝置,可以帶動(dòng)鏡頭組前后運(yùn)動(dòng),一直讓鏡頭保持在聚焦平面中央,能夠捕捉到距離鏡頭的遠(yuǎn)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(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榉抡骐娦盘?hào)。 3)A/D轉(zhuǎn)換器主要功能:數(shù)碼相機(jī)利用A/D轉(zhuǎn)換器將CCD產(chǎn)生的仿真電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并傳輸?shù)綀D像處理單元。 4)數(shù)字信號(hào)處理器主要功能:數(shù)字信號(hào)處理器主要功能是通過一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算法,如加、減、乘、除、積分等,對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理(包括:白平衡、彩色平衡、伽瑪校正與邊緣校正等)。 5)圖像壓縮主要功能:數(shù)碼相機(jī)的圖像處理包括數(shù)據(jù)壓縮,圖像壓縮的目的是為了節(jié)省存儲(chǔ)空間,利用JPEG編碼器把得到的圖像轉(zhuǎn)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(xié)調(diào)和控制測光、運(yùn)算、曝光、閃光控制及拍攝邏輯控制。當(dāng)電源開啟時(shí),MCU則開始距檢查各功能是否正常,若正常,相機(jī)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。 工作原理: 數(shù)碼相機(jī)在使用過程中,半按快門對(duì)準(zhǔn)被攝的景物(快門ON狀態(tài),與膠片相機(jī)相反),從鏡頭傳來的光圖像經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器(CCD或CMOS)感應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為一一對(duì)應(yīng)的仿真信號(hào),再經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換,把仿真電信號(hào)變成數(shù)字信號(hào),最后經(jīng)過圖像處理器DSP(DigitalSignalProcessor)和主控程序芯片(MCU)按照指定的文件格式,把圖像以二進(jìn)制數(shù)碼的形式顯示在LCD上,如按下快門,則把圖像存入存儲(chǔ)器中。數(shù)碼相機(jī)的工作步驟大致分如下: 1、開機(jī)準(zhǔn)備:當(dāng)打開相機(jī)的電源時(shí),其內(nèi)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(nèi)部的蜂鳴器就會(huì)發(fā)出警報(bào)或在LCD上提示錯(cuò)誤信息并停止工作。如一切正常,就進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。 2、聚焦及測光:數(shù)碼相機(jī)一般都有自動(dòng)聚焦和測光功能。當(dāng)打開DSC電源時(shí),相機(jī)內(nèi)部的主控程序芯片(MCU)立即進(jìn)行測光運(yùn)算,曝光控制和閃光控制及拍攝邏輯控制。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)物體并把快門按下一半時(shí),MCU開始工作,圖像信號(hào)經(jīng)過鏡頭測光(TTL測光方式)傳到CCD或CMOS上并直接以CCD或CMOS輸出的電壓信號(hào)作為對(duì)焦信號(hào),經(jīng)過MCU的運(yùn)算、比較再進(jìn)行計(jì)算、確定對(duì)焦的距離和快門速度及光圈的大小,驅(qū)動(dòng)鏡頭組的AF和AE裝置進(jìn)行聚焦。 3、圖像捕捉:在聚焦及測光完成后再按下快門,攝像器件(CCD或CMOS)就把從被攝景物上反射的光進(jìn)行捕捉并以紅、綠、藍(lán)三種像素(顏色)存儲(chǔ)。 4、圖像處理:就是把捕捉的圖像進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、圖像處理、白平衡處理、色彩較正等,再到存儲(chǔ)區(qū)合成在一起形成一幅完整的數(shù)字圖像,在圖像出來后再經(jīng)過DSP單元進(jìn)行壓縮轉(zhuǎn)換為JPEG格式(靜止圖像壓縮方式),以便節(jié)省空間。 5、圖像存儲(chǔ):在圖像處理單元壓縮的圖像送到存儲(chǔ)器中進(jìn)行保存。 6、圖像的輸出:存儲(chǔ)在數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)器的圖像通過輸出端口可以輸出送到計(jì)算機(jī),可在計(jì)算機(jī)里通過圖像處理程序(軟件)進(jìn)行圖形編輯、處理、打印或網(wǎng)上傳輸?shù)取?功能: 在中高級(jí)的數(shù)碼相機(jī)中,一般都含有AE功能和AF功能 1)AE功能當(dāng)DSC相機(jī)對(duì)準(zhǔn)被攝物體時(shí),CCD根據(jù)鏡頭傳來的圖像亮度的強(qiáng)弱,轉(zhuǎn)變?yōu)镃CD數(shù)字電壓信號(hào),DSP再根據(jù)CCD數(shù)字電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理,再把運(yùn)算結(jié)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(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)曝光。 2)AF功能直接利用CCD輸出的數(shù)字電壓信號(hào)作為對(duì)焦信號(hào),經(jīng)過MCU的運(yùn)算比較進(jìn)行驅(qū)動(dòng)鏡頭AF機(jī)構(gòu)前后運(yùn)動(dòng)。 分類: 目前數(shù)碼相機(jī)的分類很多,如果按圖像傳感器來分,可分為CCD數(shù)碼相機(jī)和CMOS數(shù)碼相機(jī)。 CCD數(shù)碼相機(jī): CCD數(shù)碼相機(jī)是指數(shù)碼相機(jī)使用CCD圖像傳感器來記錄圖像,屬中高文件相機(jī)。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(shù)碼相機(jī)有以下兩種工作方式: 1、利用透鏡和分光鏡將光圖像信號(hào)分成R、G、B三種顏色,并分別作用在三片CCD上,這三種顏色的光經(jīng)CCD轉(zhuǎn)換為仿真電信號(hào),然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),再經(jīng)DSP數(shù)字信號(hào)處理器處理后存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。 2、在每個(gè)像素點(diǎn)的位置上有三個(gè)分別加上R、G、B三種顏色濾色片的CCD,經(jīng)過透鏡后的光圖像信號(hào)被分別作用在不同的傳感器上,并將它們轉(zhuǎn)換為仿真電信號(hào),然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),再經(jīng)DSP數(shù)字信號(hào)處理器處理后存儲(chǔ)到內(nèi)存中。 CMOS數(shù)碼相機(jī): CMOS數(shù)碼相機(jī)是指數(shù)碼相機(jī)使用CMOS圖像傳感器來記錄圖像。其工作方式與CCD數(shù)碼相機(jī)相似,目前屬低檔相機(jī)。 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(shù)字信號(hào)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(diǎn)上的光線的狀態(tài),CMOS則可以完成其它的許多功能,如A/D轉(zhuǎn)換,負(fù)載信號(hào)處理、白平衡處理及相機(jī)控制(白平衡調(diào)調(diào)整就是通過圖像調(diào)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(yōu)點(diǎn),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、準(zhǔn)確捕捉動(dòng)態(tài)圖像的能力還不強(qiáng)。 聚焦: 聚焦是清晰成像的前提,數(shù)碼相機(jī)一般都有自動(dòng)聚焦功能。數(shù)碼相機(jī)的自動(dòng)聚焦功能與傳統(tǒng)的膠片相機(jī)類似,也有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種形式。 主動(dòng)式就是相機(jī)主動(dòng)發(fā)射紅外線(或超聲波),根據(jù)目標(biāo)的反射進(jìn)行對(duì)焦。被動(dòng)式就是相機(jī)不發(fā)射任何射線而根據(jù)目標(biāo)的成像進(jìn)行對(duì)焦。