目錄
攝像頭模組實現(xiàn)對圖像信息的捕獲。從傳感器和人的關(guān)系講，攝像頭模組類似于人的眼睛，其作用不言而喻。
一、手機攝像頭的發(fā)展歷史
二、基本概念
三、攝像頭組成及成像原理
四、多攝像頭組合的成像原理
4.1 雙攝?
4.2 三攝
4.3 四攝
五、圖像質(zhì)量的影響因素
六、行業(yè)發(fā)展
參考
攝像頭模組實現(xiàn)對圖像信息的捕獲。從傳感器和人的關(guān)系講，攝像頭模組類似于人的眼睛，其作用不言而喻。
?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-688540.html
? ? ? 到2022年底，手機廠商推出的手機搭載了上億像素的攝像頭，背后的技術(shù)原理是什么？是傳感器硬件本身能捕獲到如此高的像素還是結(jié)合軟件算法實現(xiàn)的？目前數(shù)碼單反相機的像素宣傳為6100萬像素，而手機攝像頭的像素已經(jīng)高達上億，那么是手機攝像頭的效果已經(jīng)超過了數(shù)碼單反相機嗎？
如下是目前單反相機和手機后置攝像頭的參數(shù)情況：
?2022年底上市的索尼 Alpha 7R v單反相機-像素6100萬
??2022年底上市的佳能 EOS R6 Mark II單反相機--像素2420萬
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? ? ? ???2022年底上市的小米手機 Redmi Note 12 Pro+--像素2億
?2022年底上市的榮耀手機 榮耀 80--像素1.6億
一、手機攝像頭的發(fā)展歷史
?2017年前-后置單攝+前置單攝方案（單攝像頭像素達到瓶頸、逐漸放棄手機輕薄的優(yōu)勢）
?2017年后-后置雙攝、后置三攝、后置四攝等方案出現(xiàn)（為了提高拍照體驗）
?以及在攝像頭中引入潛望式鏡頭
二、基本概念
像素(pixel)
像素表述為組成圖像的最小單位
分為屏幕像素、數(shù)碼像素
屏幕像素為真實物理尺寸上包含的像素個數(shù)，例如顯示屏
數(shù)碼像素為圖像上包含的像素個數(shù)
分辨率
分為屏幕分辨率、圖像分辨率
屏幕分辨率
屏幕每行的像素點數(shù)*每列的像素點數(shù)
例如顯示屏表述的屏幕分辨率：1080p分辨率：1920*1080， 2K分辨率：2400X1080 ，4k分辨率：3840×2160
另一種表述方式ppi-Pixels per inch（屏幕像素密度)：
方形屏幕的對角線長度的像素點個數(shù)
屏幕ppi=
圖像分辨率-resolution
?每英寸圖像內(nèi)的像素點個數(shù)
像素縱橫比
像素的長和寬的比，例如1:1、1:1.21、1:1.09，1:1.46等
三、攝像頭組成及成像原理
攝像頭模組由光學(xué)鏡頭、音圈馬達、紅外截止濾光片、圖像傳感器、PCB板等組成
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? ? ?拍攝景物時，通過音圈馬達模組進行變焦，景物通過光學(xué)鏡頭和紅外截止濾光片（人眼看不到紅外光，但傳感器可以，因此需將紅外光濾掉使圖像更接近人眼看到的效果），利用透鏡成像原理將生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器上，該光學(xué)圖像在圖像傳感器內(nèi)部轉(zhuǎn)換為電信號（光電二極管受到光照產(chǎn)生電荷，電荷轉(zhuǎn)換為電壓），電信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過DSP芯片處理，并以特定的格式進行存儲和顯示。
所述的圖像傳感器為CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。
制 造 工藝上 ：CCD 和 CMOS 的 主 要 區(qū) 別 主 要 是 CCD 是 集成在 半 導(dǎo) 體單 晶 材 料上 ， 而 CMOS 是 集 成 在 被 稱 為 金 屬 氧化 物 的 半 導(dǎo) 體 材 料 上
組成結(jié)構(gòu)上：ADC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）位置和數(shù)量不同
CMOS圖像傳感器
傳感器尺寸
?1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等,尺寸越大則捕獲的光子越多，感光性能越好
像素總數(shù)
?所有像素的總和
有效像素數(shù)
總體像素中被用來進行有效的光電轉(zhuǎn)換并輸出圖像信號的像素
四、多攝像頭組合的成像原理
4.1 雙攝?
包括一個主攝像頭+一個輔助攝像頭，有如下組合方式：
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?兩個攝像頭拍攝的圖像，通過算法融合處理獲得特定效果（背景虛化、提升暗光拍攝質(zhì)量等）的最終圖像。
4.2 三攝
?超廣角、廣角、長焦，實現(xiàn)焦段的覆蓋
文章【8】列出目前有4種組合方式
1、主攝+超廣角+長焦
2、主攝+超廣角+虛化
3、主攝+長焦+虛化
4、主攝+夜視+TOF
? 小米note12+采用的方案：主攝（2億像素）+超廣角+微距
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4.3 四攝
?例如：主攝+超廣角+微距+景深?
? 隨著廠家的對不同鏡頭的組合+融合處理算法實現(xiàn)特定的效果
通過上述的對手機攝像模組的介紹，相信我們對開頭所提的問題已經(jīng)有了清晰的答案。
手機廠商推出的手機搭載了上億像素的攝像頭，背后的技術(shù)原理是什么？是傳感器硬件本身能捕獲到如此高的像素還是結(jié)合軟件算法實現(xiàn)的？
? ? ? ? 以Redmi Note 12 Pro+為例，后置攝像頭：主攝（2億像素）+超廣角（800萬像素）+微距（200萬像素），其中多攝像頭的組合是為了能得到更好的圖像質(zhì)量（背景虛化、提升暗光拍攝質(zhì)量）、廣角圖像或微距圖像等，其中的主要攝像頭為2億像素，通過上述攝像頭模組的組成結(jié)構(gòu)的介紹，我們可以知道2億像素指的是圖像傳感器的感光尺寸固定為某一尺寸的情況下，有2億個感光單元。也即是要么增加尺寸獲得更多像素單元要么減小單個像素單元的尺寸。以ISOCELL HPX圖像傳感器（2億像素）為例，該圖像傳感器的最小像素0.56微米（μm），尺寸為1/1.4英寸。
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五、圖像質(zhì)量的影響因素
回到最初的問題：手機攝像頭的像素已經(jīng)高達上億，那么是手機攝像頭的效果已經(jīng)超過了數(shù)碼單反相機嗎？
? ? ? 其實不是，成像的質(zhì)量好壞，不僅僅取決于攝像頭模組的圖像傳感器的像素，還取決于鏡頭的品質(zhì)，以及是否支持光學(xué)變焦能力，在這點上單反相機的效果很好（?影響圖片質(zhì)量的因素：傳感器尺寸（感光傳感器尺寸）、鏡頭（讓圖像傳感器獲得更加充足的光線、變焦、鏡頭素質(zhì)）），而手機攝像頭是通過搭載了多攝像頭組合+算法融合處理的方式或者通過手機端實現(xiàn)真正意義上的光學(xué)變焦（潛望式攝像）來逼近單反的圖像效果?？梢妼I(yè)的單反相機的成像效果依然是大于手機攝像的，但不久的將來，隨著技術(shù)的進步，鏡頭和傳感器的發(fā)展，手機攝像會越來越能部分替代單反相機。
六、行業(yè)發(fā)展
通過下表可看出，截止2022年9月，上億像素的圖像傳感器主要有索尼、三星、韋爾股份等企業(yè)。
?參考
【1】三星正在研發(fā)6億像素的攝像頭模組，如此高的像素真的好嗎？ - OFweek電子工程網(wǎng)
?【2】?CMOS 與 CCD 圖像傳感器的比較研究和發(fā)展趨勢
?【3】2020年 中國智能手機攝像頭行業(yè)短報告
?【4】未來攝像技術(shù)的核心 —CMOS 圖像傳感器
?【5】https://en.wikipedia.org/wiki/Pixel_density
?【6】分辨率和像素是什么關(guān)系？ - 知乎
?【7】智能手機雙攝像頭工作原理詳解：RBG +RGB, RGB + Mono - 騰訊云開發(fā)者社區(qū)-騰訊云
?【8】攝像頭數(shù)量就是王道？深入解讀在售三攝手機秘密|攝像頭|三攝_新浪科技_新浪網(wǎng)
? 【9】ISOCELL HPX，三星電子2億像素系列傳感器再添新員 | 三星半導(dǎo)體官網(wǎng)文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-688540.html
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到了這里，關(guān)于傳感器模組：手機攝像頭模組-1億像素是如何實現(xiàn)的？的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
