PS：硬件知识也是如此性感

本人在做安防的公司待了几年，也没好好想过这个问题，借此机会，前几天刚好有个做IPC的同事又问我的问题，顺便在此梳理一下：

图像bayer的参考：

https://blog.csdn.net/bingqingsuimeng/article/details/61917513

摄像头相关参考：

https://www.cnblogs.com/fjutacm/p/220631977df995512d136e4dbd411951.html

感谢两位博主的辛勤付出，在此基础上，进行一些疑惑解答

目录

1、摄像头模组和摄像头

2、sensor感光原理

3、输出格式：

    摄像头模组，Camera Compact Module，简写为CCM，就是已经包含了镜头，ISP，PCB接口的直接能用的，不需要再考虑sensor选型，设计sensor供电电路，时钟电路的。如下图的这些：

    摄像头模组硬件结构图：

     sensor是摄像头的核心，负责将通过Lens的光信号转换为电信号，再经过内部AD转换为数字信号。每个pixel像素点只能感受R、G、B中的一种，因此每个像素点中存放的数据是单色光，所以我们通常所说的30万像素或者130万像素，表示的就是有30万或130万个感光点，每个感光点只能感应一种光，这些最原始的感光数据我们称为RAW Data。

解释：sensor上是由一个个感光的小点（你可以这么理解，就是只有几个微米大小的感光器件组成，多少个感光小点就有多少个像素），但是一个像素上要采集多种最基本的颜色，如rgb三种颜色，最简单的方法就是用滤镜的方法，红色的滤镜透过红色的波长，绿色的滤镜透过绿色的波长，蓝色的滤镜透过蓝色的波长。如果要采集rgb三个基本色，则需要三块滤镜，这样价格昂贵，且不好制造，因为三块滤镜都必须保证每一个像素点都对齐显然是不可能的。

所以就有了bayer这种方式，bayer 格式图片在一块滤镜上设置的不同的颜色，通过分析人眼对颜色的感知发现，人眼对绿色比较敏感，所以一般bayer格式的图片绿色格式的像素是是r和g像素的和。

也就是说，一个像素感光只有一种颜色，但是我对外输出的时候，需要知道这个像素的rgb值，我就只能通过周围像素去计算，这个计算和转换是靠ISP去完成的。进从而得出我这个像素的RGB的值，这样我每个像素虽然只感应了一种光，但是每个像素经过处理后传输到外面后就是有RGB的信息了。

以下是博客内解释：

Raw Data数据要经过ISP（应该理解为Image Sensor Processor，是Sensor模块的组成部分，下面有解释）的处理才能还原出三原色，也就是说如果一个像素点感应为R值，那么ISP会根据该感光点周围的G、B的值，通过插值和特效处理等，计算出该R点的G、B值，这样该点的RGB就被还原了sensor是摄像头的核心，负责将通过Lens的光信号转换为电信号，再经过内部AD转换为数字信号。每个pixel像素点只能感受R、G、B中的一种，因此每个像素点中存放的数据是单色光，所以我们通常所说的30万像素或者130万像素，表示的就是有30万或130万个感光点，每个感光点只能感应一种光，这些最原始的感光数据我们称为RAW Data。Raw Data数据要经过ISP（应该理解为Image Sensor Processor，是Sensor模块的组成部分，下面有解释）的处理才能还原出三原色，也就是说如果一个像素点感应为R值，那么ISP会根据该感光点周围的G、B的值，通过插值和特效处理等，计算出该R点的G、B值，这样该点的RGB就被还原了

现在一些海思平台，都带有ISP功能，可以直接接收sensor过来的  raw data信号，这个信号可以按照芯片手册上的类型输出，可以是MIPI的，也可以试DVP对于没有ISP的功能的主处理器来说，一般都是从模组上取信号，于是摄像头模组里面干了这个几件事

（1）sensor芯片需要的电源和时钟等信号的设计

（2）有些sensor自己就带内部ISP，或者说集成了，所以输出的直接是YUV或者RGB格式

（3）没有ISP的sensor就需要外部挂一个ISP。电路上就是一个sensor的信号连接到ISP上，信号和传输YUV的这种DVP信号很类似，但是传输的信息是完全不一样的。

摄像头上有这几个参数，有效像素，和像素尺寸大小。

以下是参考博文的内容，扫盲和备份使用，不作为本博客的原创内容，如果有涉及到作者权益，请联系删除：

     (1)、工作原理

    光线通过镜头Lens进入摄像头内部，然后经过IR Filter过滤红外光，最后到达sensor（传感器），senor分为按照材质可以分为CMOS和CCD两种，可以将光学信号转换为电信号，再通过内部的ADC电路转换为数字信号，然后传输给DSP（如果有的话，如果没有则以DVP的方式传送数据到基带芯片baseband，此时的数据格式Raw Data，后面有讲进行加工）加工处理，转换成RGB、YUV等格式输出。

     (2)、镜头 Lens

    镜头是相机的灵魂，单反中一个镜头上万是很随意的事。镜头对成像有很重要的作用，相当于人眼中的晶状体，利用透镜的折射原理，景物光线透过镜头在聚焦平面上形成清晰的像，然后通过感光材料CMOS或CCD记录影像，并通过电路转换为电信号。镜头产业有比较高的技术门槛，国外主要集中在日本、韩国，国内主要是在台湾，业内比较知名的如：富士精机、柯尼卡美能达、大力光、Enplas等。

    Lens一般由几片透镜组成透镜结构，按材质可分为塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)，玻璃镜片比树脂镜片贵。塑胶透镜其实是树脂镜片，透光率和感光性等光学指标比不上镀膜镜片。

    通常摄像头采用的镜头结构有：1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、2G3P、4G、5G等。透镜越多，成本越高，相对成像效果会更出色（个人理解是光线更均匀、更细致；对光线的选通更丰富；成像畸变更小，但是会导致镜头变长，光通量变小）。