數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)原理_三_

1、數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)原理（三）笪艾宇佳三、模數(shù)轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器，即轉(zhuǎn)換器（）。轉(zhuǎn)換器能將連續(xù)形式的模擬信號(hào)進(jìn)行量化（離散化），轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的離散形式的數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用非常廣泛，常見(jiàn)的有：電壓頻率轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制轉(zhuǎn)換器、雙斜率積分轉(zhuǎn)換器以及作為機(jī)的適配器，用于溫度運(yùn)動(dòng)和其他的連續(xù)變化狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控等。數(shù)碼相機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的作用是：將圖像傳感器得到的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并傳送到圖像處理單元。四、數(shù)字信號(hào)處理器數(shù)字信號(hào)處理器（）是數(shù)碼相機(jī)的心臟。它的主要功能是：通過(guò)一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理，優(yōu)化處理包括：白平衡、彩色平衡、伽瑪校正與邊緣校正，這些優(yōu)化處理的效果將直接影

2、響數(shù)碼照片的品質(zhì)。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。芯片是數(shù)字信號(hào)處理、微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)的綜合科研成果，早在數(shù)碼相機(jī)之前，芯片便已廣泛應(yīng)用于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、蜂窩式電話、調(diào)制解調(diào)器、無(wú)線電接收機(jī)、微控制器、光盤(pán)機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等諸多領(lǐng)域，并將在今后絕大部分的電子設(shè)備中得到應(yīng)用。芯片一般分為通用型與專(zhuān)用型兩種。任何一個(gè)芯片本質(zhì)上都是一個(gè)單處微型計(jì)算機(jī)，然而它是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)處理數(shù)字信號(hào)的。其最大的特點(diǎn)是：極高的運(yùn)算速度，與普通的微型計(jì)算機(jī)相比大約要快個(gè)數(shù)量級(jí)，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成許多復(fù)雜而繁瑣的數(shù)字運(yùn)算。芯片的內(nèi)部采用雙重的哈佛結(jié)構(gòu)，配有相互獨(dú)立的可以平衡操作的個(gè)執(zhí)行單元（算術(shù)邏輯

3、單元、地址形成單元和程序控制單元）、一個(gè)程序存儲(chǔ)器、兩個(gè)數(shù)據(jù)器和其他用途的存儲(chǔ)器、多條相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)母線和地址母線、幾個(gè)多功能的外圍設(shè)備、一個(gè)存儲(chǔ)器擴(kuò)充口、一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器和其他一些特殊功能的部件。目前數(shù)碼相機(jī)中應(yīng)用最多的是美國(guó)德州儀器公司的和兩個(gè)系列的產(chǎn)品，該產(chǎn)品的運(yùn)算速度高達(dá)以上，而且加功耗低。五、圖像數(shù)據(jù)壓縮器數(shù)碼相機(jī)的圖像處理還包括數(shù)據(jù)壓縮。圖像數(shù)據(jù)壓縮的目的是為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，目前應(yīng)用比較流行的壓縮算法是“”。編碼壓縮器的作用是把得到的圖像轉(zhuǎn)換成格式。為了降低單元畫(huà)幅的存儲(chǔ)費(fèi)用，目前大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)采用了多種不同壓縮比便可供選擇的壓縮存儲(chǔ)方式。具有壓縮存儲(chǔ)方式的數(shù)碼相機(jī)，可在拍攝存儲(chǔ)時(shí)具

4、有更大的靈活性。目前大多數(shù)碼相機(jī)采用的壓縮方式為方式，即靜止圖像壓縮方式。這種壓縮方式容易造成數(shù)據(jù)圖像的損傷，特別是高比例的壓縮將使解壓恢復(fù)圖像的質(zhì)量劣化，所以，若要保證圖像的質(zhì)量，不宜一味追求過(guò)高比例的壓縮存儲(chǔ)方式。現(xiàn)在已有采用壓縮方式的數(shù)碼相機(jī)問(wèn)世，這種相機(jī)可以存儲(chǔ)活動(dòng)的圖像和聲音，成為名副其實(shí)的多媒體視聽(tīng)相機(jī)。六、圖像存儲(chǔ)器數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)器用于保存圖像。存儲(chǔ)器可以是一個(gè)電子存儲(chǔ)器或一張存儲(chǔ)卡，也可以是數(shù)據(jù)光盤(pán)或軟盤(pán)；可以是活動(dòng)的，也可以是固定的。普通相機(jī)中的膠卷在數(shù)碼相機(jī)中變成了電子存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)卡。低檔的數(shù)碼相機(jī)以?xún)?nèi)裝存儲(chǔ)器為主，其缺點(diǎn)是當(dāng)存儲(chǔ)器存滿(mǎn)后，必須暫時(shí)停止拍攝，要等到存儲(chǔ)的圖像

5、數(shù)據(jù)經(jīng)處理輸出之后才能繼續(xù)拍攝。對(duì)于存儲(chǔ)卡型的照相機(jī)，只要有備用存儲(chǔ)卡，就可以像換膠卷一樣，拍攝張數(shù)不受限制?？梢苿?dòng)式存儲(chǔ)卡的形式有多種，將不同形式的存儲(chǔ)卡上的住處傳送給計(jì)算機(jī)，所采用的方式不同。應(yīng)用于較多的型，型卡和采用卡標(biāo)準(zhǔn)的閃速度存儲(chǔ)卡（），其特點(diǎn)是可直接插入便攜式電腦的卡插口，將住處輸入便攜式計(jì)算機(jī)，也可用卡信息讀取器將信息讀出后輸入便攜式計(jì)算機(jī)，如勝創(chuàng)科技公司最近推出的（超小型）存儲(chǔ)卡的部分結(jié)構(gòu)采用強(qiáng)化玻璃及金屬外殼，重量只有，體積很?。?#215;×）攜帶方便。目前有、三種存儲(chǔ)產(chǎn)品。存儲(chǔ)卡采用（標(biāo)準(zhǔn)）接口界面，配備有專(zhuān)門(mén)的轉(zhuǎn)換卡，筆記本電腦的用戶(hù)可直接在插槽上使用，使數(shù)據(jù)

6、很容易在數(shù)碼相機(jī)與電腦之間傳遞，而且傳輸速度比快倍。該產(chǎn)品能耗小，在幾種狀態(tài)下分別為睡眠、寫(xiě)。在突發(fā)模式下，從存儲(chǔ)卡和主機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣确謩e是和。音像天地家電檢修技術(shù)<資料版>2009第8期（總頁(yè)）另外，還有固態(tài)軟盤(pán)卡，即卡，體積很小，只有火柴盒大小，不能直接插入計(jì)算機(jī)和卡讀取器，必須將它裝入一個(gè)轉(zhuǎn)換器后才能插入卡讀取器或便攜式計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，然后就可像卡和標(biāo)準(zhǔn)閃速存儲(chǔ)卡一樣調(diào)出信息。近幾年來(lái)，相機(jī)的存儲(chǔ)器取得了新的進(jìn)展，在一些新推出的幾種中甚至獲得了創(chuàng)新性成就：如柯卡相同，采用了同英特爾公司等和柯尼卡公司合作開(kāi)發(fā)的微小型存儲(chǔ)卡，該卡的外形尺寸為××，且在

7、很多方面都很有特點(diǎn)；夏普相機(jī)采用了索尼公司的數(shù)據(jù)技術(shù)，小型數(shù)據(jù)光盤(pán)直徑為，存儲(chǔ)容量為，可存的靜像畫(huà)面，在精細(xì)像質(zhì)方式時(shí)為幅，而在標(biāo)準(zhǔn)像質(zhì)方式多達(dá)幅，還可附加聲音和攝影數(shù)據(jù)；索尼公司的與相機(jī)，采用英寸軟磁盤(pán)，容量為，記錄相片的數(shù)量雖不多，但價(jià)格遠(yuǎn)比快閃存儲(chǔ)器低。七、液晶顯示器（）液晶顯示器是用于取景或是查看拍攝到的圖像的一種器件。采用彩色取景方式，直觀、悅目，而且可將已存儲(chǔ)的影像再通過(guò)彩色顯示，有的還可以多幅同時(shí)顯示，便于比較和鑒定影像質(zhì)量，還有極少數(shù)數(shù)碼相機(jī)可使畫(huà)面動(dòng)態(tài)顯示并播出的聲音，使數(shù)碼相機(jī)一機(jī)多用，成為多媒體相機(jī)。液晶顯示器與其他顯示器件相比，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：工作電壓低（）、功耗低（

8、）、體積小、重量輕、形狀薄、成本低、外形尺寸及顯示圖形的設(shè)計(jì)容易。顯示信息量大且無(wú)閃爍，能直接與集成電路相匹配等。追根溯源，其實(shí)液晶早在世紀(jì)末，就由奧地利植物學(xué)家萊尼茲發(fā)現(xiàn)了?？墒撬了硕嗄?，一直默默無(wú)聞。直到世紀(jì)年代英國(guó)的科學(xué)工作者才使液晶“亮”了起來(lái)。液晶是液態(tài)晶體的簡(jiǎn)稱(chēng)。它既是一種液體（能流動(dòng)）又像晶體（具有晶體的光學(xué)性質(zhì)）的物質(zhì)。而液晶分子的排列有一定秩序，但這種秩序?qū)ν饨绲臈l件（如溫度、電磁場(chǎng)）的變化十分敏感。在電場(chǎng)的作用下，液晶分子的排列會(huì)發(fā)生變化，從而影響到它的光學(xué)性質(zhì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電光效應(yīng)，利用液晶的電光效應(yīng)，英國(guó)的科學(xué)家制造了第一塊。具體工作方式是：液晶中的分子在同一液

9、面（平面）內(nèi)是像百葉窗條一樣一條一條整齊地排列著，而分子的向列從一個(gè)液面到另一個(gè)液面過(guò)渡時(shí)會(huì)逐漸扭轉(zhuǎn)°。也就是說(shuō)兩層分子的排列的相位相差°，而這種扭曲向列的液晶有一個(gè)奇妙的特性，它可以將入射光偏振方向扭轉(zhuǎn)°，一束光入射，經(jīng)玻璃、透明電極而通過(guò)液晶材料時(shí)，其極化方向扭轉(zhuǎn)°，因而扭射后的入射光就順利通過(guò)下極化器而被反射器反射回來(lái)，于是呈現(xiàn)出透明的“亮”顯示，而當(dāng)在電極板之間加一個(gè)電場(chǎng)，液晶分子在每一個(gè)液面上的取向皆與外界電場(chǎng)的方向一致，不再層與層之間差°的相位，此時(shí)光線無(wú)法透過(guò)下極板照到反光器上，從而呈現(xiàn)“暗”狀態(tài)。利用這個(gè)原理就制造出了我們了不透

10、明的常聽(tīng)到的（扭風(fēng)向列）了。因此，只需要在兩塊玻璃之間夾些液晶，再裝兩塊透明的電極就完成了。其實(shí)，它還有很多的問(wèn)題視角范圍狹窄且對(duì)于溫度有待解決，例如：對(duì)比度差、的影響過(guò)于敏感等。在之后又開(kāi)始研發(fā)出了、等一系列的品種。而最大的弱點(diǎn)對(duì)比度低一直困擾著它的發(fā)展。為了解決這個(gè)問(wèn)題，特別是在彩色顯示中，由于所需要的像素?cái)?shù)目是轉(zhuǎn)折顯示的倍，因而必須采用有源驅(qū)動(dòng)的方式。在這種方式中，把諸如薄膜晶體管（）或薄膜二極管、或金屬絕緣體金屬（）之類(lèi)的非線性元件集成到顯示組件中，用以驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素，這樣就可以保持電壓，達(dá)到的占空比。的出現(xiàn)將切換速度先天不足的液晶材料推進(jìn)到了視頻領(lǐng)域。八、輸出控制單元數(shù)碼相機(jī)的輸出控制

11、單元提供圖像輸出的界面，即連接端口，其中包括在電視機(jī)上顯示的接口、連接機(jī)的接口、高速接口及標(biāo)準(zhǔn)接口等。連接端口可以把數(shù)碼相機(jī)連到機(jī)、電視機(jī)或其他設(shè)備上。絕大多數(shù)碼相機(jī)上設(shè)有與計(jì)算機(jī)相連接的串行接口（），采用串行接口連接較為簡(jiǎn)單，但傳輸信號(hào)的速率較低。部分輕便型數(shù)碼相機(jī)與計(jì)算機(jī)相連采用高速接口，并配備有連接電纜，只要用電纜將數(shù)碼相機(jī)與計(jì)算機(jī)的相應(yīng)端口相連，再運(yùn)行相應(yīng)的軟件就可將數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)器中影像文件調(diào)入計(jì)算機(jī)，采用接口，信息傳遞速率較高，但相連時(shí)必須進(jìn)行特殊的設(shè)定和操作，未來(lái)的趨勢(shì)是采用（）通用串行總線技術(shù)和紅外信號(hào)接口傳遞。能使照片傳送及下載到電腦的速度率化傳統(tǒng)的串行接口方式快倍，而紅外通信接口傳遞則省去了連接電纜，可以使用戶(hù)無(wú)需連線就可與筆記本電腦等具備紅外端口的計(jì)算機(jī)直接通訊和傳輸圖像，使圖像下載和