کیمرہ ماڈیول کا بنیادی ڈھانچہ اور کام کرنے کا اصول

کیمرہ ماڈیول کا بنیادی ڈھانچہ

I. کیمرے کی ساخت اور کام کرنے کا اصول

منظر کو لینس کے ذریعے شوٹ کیا جاتا ہے، تیار کردہ آپٹیکل امیج کو سینسر پر پیش کیا جاتا ہے، اور پھر آپٹیکل امیج کو الیکٹریکل سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے، جسے اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورژن کے ذریعے ڈیجیٹل سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ڈی ایس پی کے ذریعے ڈیجیٹل سگنل پر کارروائی کی جاتی ہے اور پھر اسے کمپیوٹر کو پروسیسنگ کے لیے بھیجا جاتا ہے، اور آخر میں اسے ایک تصویر میں تبدیل کر دیا جاتا ہے جسے فون کی سکرین پر دیکھا جا سکتا ہے۔

ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ (DSP) چپ کا کام: پیچیدہ ریاضیاتی الگورتھم کی ایک سیریز کے ذریعے ڈیجیٹل امیج سگنل کے پیرامیٹرز کو بہتر بنائیں، اور پروسیس شدہ سگنلز کو USB اور دیگر انٹرفیس کے ذریعے PCs اور دیگر آلات میں منتقل کریں۔ڈی ایس پی ڈھانچہ فریم:
1، ISP (تصویری سگنل پروسیسر)
1. ISP (تصویری سگنل پروسیسر)
2، JPEG انکوڈر
2. JPEG انکوڈر
3، USB ڈیوائس کنٹرولر
3. USB ڈیوائس کنٹرولر

عام کیمرہ سینسر کی دو قسمیں ہیں،

ایک ہے CCD （Chagre Couled Device） سینسر، یعنی چارج کپلڈ ڈیوائس۔
دوسرا ہے CMOS （کمپلیمنٹری میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر） سینسر، یعنی تکمیلی میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر۔
CCD کا فائدہ اچھے امیجنگ کوالٹی میں ہے، لیکن مینوفیکچرنگ کا عمل پیچیدہ ہے، لاگت زیادہ ہے، اور بجلی کی کھپت زیادہ ہے۔اسی قرارداد میں، CMOS CCD سے سستا ہے، لیکن تصویر کا معیار CCD سے کم ہے۔CCD کے مقابلے میں، CMOS امیج سینسر میں بجلی کی کھپت کم ہے۔اس کے علاوہ، پراسیس ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، CMOS کے امیج کوالٹی میں بھی مسلسل بہتری آئی ہے۔لہذا، مارکیٹ میں موجودہ موبائل فون کیمرے سبھی CMOS سینسر استعمال کرتے ہیں۔

موبائل فون کیمرے کی سادہ ساخت
لینس: روشنی جمع کریں اور منظر کو امیجنگ میڈیم کی سطح پر پیش کریں۔
تصویری سینسر: امیجنگ میڈیم، جو لینس کے ذریعے پیش کی جانے والی تصویر (لائٹ سگنل) کو سطح پر برقی سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔
موٹر: لینس کی حرکت کو چلاتا ہے، تاکہ لینس امیجنگ میڈیم کی سطح پر ایک واضح تصویر پیش کرے۔
کلر فلٹر: انسانی آنکھ نے جو منظر دیکھا ہے وہ مرئی لائٹ بینڈ میں ہے اور امیج سینسر انسانی آنکھ سے زیادہ لائٹ بینڈ کو پہچان سکتا ہے۔اس لیے، اضافی لائٹ بینڈ کو فلٹر کرنے کے لیے ایک کلر فلٹر شامل کیا جاتا ہے، تاکہ امیج سینسر آنکھوں سے دیکھے جانے والے حقیقی مناظر کو پکڑ سکے۔
موٹر ڈرائیو چپ: موٹر کی نقل و حرکت کو کنٹرول کرنے اور آٹو فوکس حاصل کرنے کے لیے لینس کو چلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
سرکٹ بورڈ سبسٹریٹ: امیج سینسر کے برقی سگنل کو پچھلے سرے پر منتقل کریں۔
IIمتعلقہ پیرامیٹرز اور اسم
1. عام تصویری فارمیٹس
1.1 آرجیبی فارمیٹ:
روایتی سرخ، سبز اور نیلے رنگ کی شکل، جیسے RGB565 اور RGB888؛16 بٹ ڈیٹا فارمیٹ 5-bit R + 6-bit G + 5-bit B ہے۔ G میں ایک اور بٹ ہے کیونکہ انسانی آنکھیں سبز رنگ کے لیے زیادہ حساس ہوتی ہیں۔
1.2 YUV فارمیٹ:
لوما (Y) + کروما (UV) فارمیٹ۔YUV سے مراد پکسل فارمیٹ ہے جس میں luminance پیرامیٹر اور chrominance پیرامیٹر کو الگ الگ ظاہر کیا جاتا ہے۔اس علیحدگی کا فائدہ یہ ہے کہ یہ نہ صرف باہمی مداخلت سے بچتا ہے بلکہ تصویر کے معیار کو بہت زیادہ متاثر کیے بغیر کروما نمونے لینے کی شرح کو بھی کم کرتا ہے۔YUV ایک زیادہ عام اصطلاح ہے۔اس کی مخصوص ترتیب کے لیے اسے کئی مخصوص فارمیٹس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔
کروما (UV) رنگ کے دو پہلوؤں کی وضاحت کرتا ہے: رنگت اور سنترپتی، جن کی نمائندگی بالترتیب CB اور CR کرتے ہیں۔ان میں سے، Cr RGB ان پٹ سگنل کے سرخ حصے اور RGB سگنل کی چمک کی قدر کے درمیان فرق کو ظاہر کرتا ہے، جبکہ Cb RGB ان پٹ سگنل کے نیلے حصے اور RGB سگنل کی چمک کی قدر کے درمیان فرق کو ظاہر کرتا ہے۔
نمونے لینے کے اہم فارمیٹس YCbCr 4:2:0، YCbCr 4:2:2، YCbCr 4:1:1 اور YCbCr 4:4:4 ہیں۔
1.3 RAW ڈیٹا فارمیٹ:
RAW امیج وہ خام ڈیٹا ہے جسے CMOS یا CCD امیج سینسر کیپچرڈ لائٹ سورس سگنل کو ڈیجیٹل سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔RAW فائل ایک فائل ہے جو ڈیجیٹل کیمرہ سینسر کی اصل معلومات اور کیمرے کے ذریعہ تیار کردہ کچھ میٹا ڈیٹا (جیسے آئی ایس او سیٹنگز، شٹر سپیڈ، اپرچر ویلیو، وائٹ بیلنس وغیرہ) کو ریکارڈ کرتی ہے۔RAW ایک غیر پروسیس شدہ اور غیر کمپریسڈ فارمیٹ ہے اور اسے "را امیج کوڈڈ ڈیٹا" یا زیادہ واضح طور پر "ڈیجیٹل منفی" کہا جا سکتا ہے۔سینسر کا ہر پکسل کلر فلٹر سے مساوی ہے، اور فلٹرز بائر پیٹرن کے مطابق تقسیم کیے جاتے ہیں۔ہر پکسل کا ڈیٹا براہ راست آؤٹ پٹ ہوتا ہے، یعنی RAW RGB ڈیٹا
کچا ڈیٹا (را آر جی بی) رنگین انٹرپولیشن کے بعد آر جی بی بن جاتا ہے۔

RAW فارمیٹ تصویر کی مثال
2. متعلقہ تکنیکی اشارے
2.1 تصویری قرارداد:
SXGA (1280 x1024)، 1.3 میگا پکسلز
XGA (1024 x768)، 0.8 میگا پکسلز
SVGA (800 x600)، 0.5 میگا پکسلز
VGA (640x480)، 0.3 megapixels (0.35 megapixels 648X488 کا حوالہ دیتے ہیں)
CIF(352x288)، 0.1 میگا پکسل
SIF/QVGA(320x240)
QCIF(176x144)
QSIF/QQVGA(160x120)
2.2 رنگ کی گہرائی (رنگ بٹس کی تعداد):
256 رنگین گرے اسکیل، 256 قسم کے گرے (بشمول سیاہ اور سفید)۔
15 یا 16 بٹ رنگ (اعلی رنگ): 65,536 رنگ۔
24 بٹ رنگ (حقیقی رنگ): ہر بنیادی رنگ کی 256 سطحیں ہوتی ہیں، اور ان کے مجموعہ میں 256*256*256 رنگ ہوتے ہیں۔
32 بٹ رنگ: 24 بٹ رنگ کے علاوہ، اضافی 8 بٹس اوور لیپنگ لیئر (الفا چینل) کے گرافک ڈیٹا کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔
2.3 آپٹیکل زوم اور ڈیجیٹل زوم:
آپٹیکل زوم: عینک کو ایڈجسٹ کرکے جس چیز کو آپ شوٹ کرنا چاہتے ہیں اسے زوم ان/آؤٹ کریں۔یہ پکسلز اور تصویر کے معیار کو بنیادی طور پر کوئی تبدیلی نہیں رکھتا ہے، لیکن آپ مثالی تصویر لے سکتے ہیں۔ڈیجیٹل زوم: اصل میں کوئی زوم نہیں ہے۔یہ صرف اصل تصویر سے لیتا ہے اور زوم ان کرتا ہے۔ جو آپ LCD اسکرین پر دیکھتے ہیں اسے بڑا کیا جاتا ہے، لیکن تصویر کے معیار میں خاطر خواہ بہتری نہیں آتی ہے، اور پکسلز زیادہ سے زیادہ پکسلز سے کم ہوتے ہیں جنہیں آپ کا کیمرہ شوٹ کر سکتا ہے۔تصویر کا معیار بنیادی طور پر نااہل ہے، لیکن یہ کچھ سہولت فراہم کر سکتا ہے۔
2.4 تصویر کمپریشن کا طریقہ:
JPEG/M-JPEG
H.261/H.263
MPEG
H.264
2.5 تصویری شور:
یہ تصویر میں شور اور مداخلت کا حوالہ دیتا ہے اور تصویر میں فکسڈ کلر شور کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔
2.6 آٹو وائٹ بیلنس:
سیدھے الفاظ میں: کیمرے کے ذریعہ سفید اشیاء کی بحالی۔متعلقہ تصورات: رنگ درجہ حرارت۔
2.7 دیکھنے کا زاویہ:
اس کا انسانی آنکھ کی امیجنگ جیسا ہی اصول ہے، جسے امیجنگ رینج بھی کہا جاتا ہے۔
2.8 آٹو فوکس:
آٹو فوکس کو دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: ایک لینس اور موضوع کے درمیان فاصلے کی بنیاد پر آٹو فوکس کی رینج ہے، اور دوسرا فوکس کرنے والی اسکرین (شارپنیس الگورتھم) پر واضح امیجنگ پر مبنی فوکس ڈیٹیکشن آٹو فوکس ہے۔
نوٹ: زومنگ دور کی اشیاء کو قریب لانا ہے۔توجہ تصویر کو واضح کرنے پر ہے۔
2.9 آٹو ایکسپوژر اور گاما:
یہ یپرچر اور شٹر کا مجموعہ ہے۔یپرچر، شٹر سپیڈ، آئی ایس او۔گاما چمک کے لیے انسانی آنکھ کا ردعمل وکر ہے۔
IIIدیگر کیمرے کی ساخت