电脑摄像头知识（工程业务普及版）

欧阳

电脑摄像头知识（普及版）
1分类介绍
2工作原理
3结构组件
4技术指标
5前景展望


分类介绍
摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。模拟摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。现在电脑市场上的摄像头基本以数字摄像头为主，而数字摄像头中又以使用新型数据传输接口的USB数字摄像头为主，目前市场上可见的大部分都是这种产品。除此之外还有一种与视频采集卡配合使用的产品，但目前还不是主流。由于个人电脑的迅速普及，模拟摄像头的整体成本较高等原因，USB接口的传输速度远远高于串口、并口的速度，因此现在市场热点主要是USB接口的数字摄像头。以下主要是指USB接口的数字摄像头。

根据摄像头的形态，可以分为桌面底座式、高杆式及液晶挂式三大类型。

随着人们对审美要求的提高，发现高杆式及液晶挂式的摄像头看起来让图像更美，所以，目前市场主流是高杆式及液晶挂式。液晶挂式最早是罗技推出，随后微软、沃乐WELLEC等品牌相继推出。

根据摄像头的功能，还可以分为防偷窥型摄像头、夜视型摄像头。其他防偷窥摄像头最早是由沃乐wellec科技推出的，其原理是在摄像头的主体上增加一个电源开关，在不使用的时候把摄像头的电源切断，从而避免在黑客远程启动摄像头，达到反偷窥的目的。其代表性的产品是黑莓与狮子王。夜视型是指摄像头是否具备LED灯。该灯可以弥补低照度下光线的不足。

根据摄像头是否需要安装驱动，可以分为有驱型与无驱型摄像头。有驱型指的是不论在什么系统下，都需要安装对应的驱动程序。无驱型，是指在Windows xp sp2以上，无需安装驱动程序，插入电脑即可使用。无驱型由于使用的便捷，已经成为主流。


工作原理
摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。

现阶段主要是以上现象：

1. 黑屏：模组问题或线材有问题。

2. 屏幕带点：模组有问题，镜头或芯片没有察干净

3. 摄像头插上电脑没有反应：线材问题，模组问题，延长线是否用得太久
4. 摄像头影像模糊：芯片，镜头没有擦干净

5. 屏幕有暗角：模组与镜头不搭配

6.外观刮伤，伤痕：组装过程，或来料

7. 外壳松动：螺丝没有锁紧，或者螺丝不配。人员没有拧紧螺丝
8. 外壳生诱，有斑点：来料是否有很多油渍，金属外壳一定要用干布擦试
9. 装配松动：外壳各部分需拧紧

10. 灯不亮：焊接错误，或连锡，灯是坏的

11. 麦没有声音：麦头或麦线没有焊接好，或者焊接错误

12. 麦盖麦帽松动：需用502固定好，但麦盖最好不用胶水。

13. 线材没有束带外露：没有扎好束带


结构组件
从摄像头的工作原理就可以列出摄像头的主要结构和组件：

1、主控芯片

2、感光芯片

3、镜头

4、电源

技术指标
1、图像解析度/分辨率(Resolution)

SXGA(1280x1024)又称130万像素

XGA(1024x768)又称80万像素

SVGA(800x600)又称50万像素

VGA(640x480)又称30万像素(35万是指648X488)

CIF(352x288)又称10万像素

SIF/QVGA(320x240)

QCIF(176x144)

QSIF/QQVGA(160x120)

2、图像格式(imageFormat/Colorspace)

RGB24，420是目前最常用的两种图像格式。

RGB24：表示R、G、B三种颜色各8bit，最多可表现256级浓淡，从而可以再现256*256*256种颜色。

I420：YUV格式之一。

其它格式有：RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。

3、自动白平衡调整(AWB)

定义：要求在不同色温环境下，照白色的物体，屏幕中的图像应也是白色的。色温表示光谱成份，光的颜色。色温低表示长波光成分多。当色温改变时，光源中三基色(红、绿、蓝)的比例会发生变化，需要调节三基色的比例来达到彩色的平衡，这就是白平衡调节的实际。

4、图像压缩方式

JPEG：(jointphotographicexpertgroup)静态图像压缩方式。一种有损图像的压缩方式。压缩比越大，图像质量也就越差。当图像精度要求不高存储空间有限时，可以选择这种格式。目前大部分数码相机都使用JPEG格式。

5、彩色深度(色彩位数)

反映对色彩的识别能力和成像的色彩表现能力，实际就是A/D转换器的量化精度，是指将信号分成多少个等级。常用色彩位数(bit)表示。彩色深度越高，获得的影像色彩就越艳丽动人。现在市场上的摄像头均已达到24位，有的甚至是32位

6、图像噪音

指的是图像中的杂点干挠。表现为图像中有固定的彩色杂点。

7、视角

与人的眼睛成像是相成原理，简单说就是成像范围。

8、输出/输入接口

串行接口(RS232/422):传输速率慢，为115kbit/s

并行接口(PP)：速率可以达到1Mbit/s

红外接口(IrDA)：速率也是115kbit/s，一般笔记本电脑有此接口

通用串行总线USB：即插即用的接口标准，支持热插拔。USB1.1速率可达12Mbit/s,USB2.0可达480Mbit/s

IEEE1394(火线)接口(亦称ilink)：其传输速率可达100M~400Mbit/s


前景展望
据IT行业硬件发展的“摩尔定律”来看，数字摄像头也同样遵循其发展规律的，相信在未来几年内会发展的很快。从目前市场情况来看，制约摄像头发展的因素主要有以下几个方面的原因：

1、摄像头市场起步较晚，消费者认知度、接受度较低，所以普及率较低，市场容量增大速度不够快，需要加以一定引导来推动市场消费。


2、摄像头的实际应用不够广泛，有一定的局限性，目前还是作为一种消费类产品在销售，消费者只是把它作为视频聊天、制作简单的个人影像集、简单的监视系统等的工具。
3、现在电脑硬件的限制，如电脑显示卡、显示器的分辨率、USB1.1接口速度，就影响高像素摄像的真正普及。

以个人观点来看，数字摄像头的未来发展趋势是：

1、高像素（50万、80万）、高质量图像传感器（CCD）、高传输速度（USB2.0或其他接口）的摄像头将会是未来的发展趋势；

2、专业化（只作为专业视频输入设备来使用）、多功能化（附带其他功能，例如附带闪存盘，趋向数码相机方向发展，也可以设想以后的摄像头可以具有扫描仪的功能）等也是将来的发展趋势；

3、更人性化、更易于使用、更多的实际应用功能才是客户的真正需求。