淺析ccd防抖系統(tǒng)的設計與應用

淺析ccd防抖系統(tǒng)的設計與應用

1背景介紹為了滿足市場和客戶的需求，許多生產(chǎn)廠家在小型相機上采用了sd防敲系統(tǒng)（is），以糾正攝影中手飛揚引起的攝影模糊。2相機蓋的防止原理2.1鏡頭擺動及位移信號壓縮光學防抖系統(tǒng)由傳感器、微處理器、補償鏡片控制組、驅(qū)動控制部分組成,鏡頭內(nèi)傳感器將檢測到的鏡頭抖動及位移信號傳至微處理器計算需要補償?shù)奈灰屏?然后通過補償鏡片組根據(jù)鏡頭抖動方向及位移量加以補償,從而有效克服因相機振動產(chǎn)生的影像模糊。優(yōu):補正效果好;劣:對于「上下」移動防抖有效,但「左右」搖晃似乎不太行!技術(shù)復雜,價格昂貴。2.2快門速度長電子防抖通過提高感光度(HighISO)來提高快門速度(減低曝光時間),使快門速度超過安全快門來避免抖動。這種方法變化了快門速度,不僅能改善相機方面的抖動,也能對移動的物體進行更好的捕捉。優(yōu):技術(shù)比較簡單,價格便宜;劣:噪音的增加對畫質(zhì)有較大影響,降低了CCD利用率,犧牲了CCDPixel值;其次,對靜態(tài)圖像的幫助不大。2.3dd防初步機CCD防抖是將感光元器件CCD(或CMOS)放在一個可移動支架上來通過傳感器感知相機抖動,由微處理器計算相應移動量并驅(qū)動CCD進行相應移動以達到防抖目的。目前,一般相機的CCD防抖不是可以無限補償,一般為2~~3級(以同只鏡頭來說,抗震級若為3級,則在1/50快門下拍出效果等同于1/500快門,即1/50、1/100、1/250、1/500快門依序降3級)。特點:避免了光學防抖補償方式帶來的球差問題,同時解決了困擾單反交換鏡頭的諸多體積和由此帶來的成像質(zhì)量下降的各種問題。優(yōu):補正效果好,所有匹配鏡頭都能實現(xiàn)手振功能;劣:技術(shù)復雜,價格較貴。由于對應高精度結(jié)構(gòu)要求使得相應的制造有一定難度并增加了機身成本。3通道電線地段擺動分析CCD被安裝在可上下左右移動的支架上,當CCD機械防抖系統(tǒng)中的角速度傳感器偵測到手持相機按壓快門的抖動或旋轉(zhuǎn)時,便將抖動的方向、速度、移動量信號放大后輸入CPU處理,CPU計算出需抵消抖動或旋轉(zhuǎn)的CCD移動量再驅(qū)動CCD進行補正。通過對手部抖動進行定量分析,可以發(fā)現(xiàn)一般情況下手部抖動頻率和偏移量分布中心為:手部抖動角度0.03~0.5度手部抖動頻率3Hz~15Hz。在相機中為消除這種抖動造成的影響,CCD必須向相機運動反方向移動以抵消這種偏移:先檢測出手部抖動的變位量(旋轉(zhuǎn)運動的變位量),相對于該變位量,算出像面移動了多少,發(fā)出驅(qū)動指令,將CCD驅(qū)動到新的像面位置。4系統(tǒng)架構(gòu)的介紹4.1中央控制器stab病毒4移動馬達usm超聲波驅(qū)動馬達工作原理(1)振動感應器GYRO感應器(3)中央控制器STABCPU(4)移動馬達USM超聲波驅(qū)動馬達具體請參見《Gyro素子原理》、《Hall素子原理》、《超聲波馬達原理》。4.2準數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計CCD防抖動系統(tǒng)采用PID自動控制系統(tǒng),通過調(diào)整PID參數(shù)使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行,達到設計目的。同時也要考慮部件對系統(tǒng)的影響,如Powernoise對Gyrosense造成的測試誤差,步進馬達能否達到要求,Gyro的低通、高通濾波問題等等。(1)角速度感應器模塊。GYRO-X和GYRO-Y為角速度感應器?！魺o振動時,OUTA&OUTB輸出高電平信號(3.0V);◆有振動時,OUTA&OUTB輸出相應的信號;◆調(diào)整中,輸出的振動信號為5HZ的正弦波信號。(2)信號放大模塊?！鬙UTA&OUTB的信號分別輸入雙運放的同相輸入端;◆放大回路中,信號的增益為:Af≈1+Rf/Ri(3)STABCPU模塊?！鬡cc=2.2~5.5V;20MHz;16KByte;◆內(nèi)部包括A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器;◆經(jīng)放大后的模擬信號,與A/D轉(zhuǎn)換器的基準電壓比較,輸出數(shù)字信號;◆再經(jīng)過微處理器的積分演算,算出補正量;◆信號輸出波形如下圖示。(4)驅(qū)動回路。USM控制IC、超聲波馬達驅(qū)動IC、超聲波馬達構(gòu)成驅(qū)動回路的主體?！鬡DD=2.5V~5.5V;◆USM控制IC、超聲波馬達驅(qū)動IC按照CPU的命令,驅(qū)動超聲波馬達,使CCD