攝像頭的數據輸出格式一般分為CCIR601、CCIR656、RAW RGB等格式,此處說的RGB格式應該就是CCIR601或CCIR656格式。而RAW RGB格式與一般的RGB格式是有區別的。
我們知道,Sensor的感光原理是通過一個一個的感光點對光進行采樣和量化,但,在Sensor中,每一個感光點只能感光RGB中的一種顏色。所以,通常所說的30萬像素或130萬像素等,指的是有30萬或130萬個感光點。每一個感光點只能感光一種顏色。
但 是,要還原一個真正圖像,需要每一個點都有RGB三種顏色,所以,對於CCIR601或656的格式,在Sensor模組的內部會有一個ISP模塊,會將 Sensor采集到的數據進行插值和特效處理,例如:如果一個感光點感應的顏色是R,那么,ISP模塊就會根據這個感光點周圍的G、B感光點的數值來計算 出此點的G、B值,那么,這一點的RGB值就被還原了,然后在編碼成601或656的格式傳送給Host。
而RAW RGB格式的Sensor則是將沒個感光點感應到的RGB數值直接傳送給Host,由Host來進行插值和特效處理。
Raw RGB 每個像素只有一種顏色(R、G、B中的一種);
RGB 每個像素都有三種顏色,每一個的值在0~255之間;
在 手機攝像頭的測試過程中,由sensor輸出的數據就是Raw data(Raw RGB),經過彩色插值就變成RGB;
sensor輸出的數據格式,主要分兩種:YUV(比較流行),RGB,這就是sonsor的數據輸出;這其中的GRB就是Raw RGB,是sensor的bayer陣列獲取的數據(每種傳感器獲得對應的顏色亮度);
但是輸出的數據不等於就是圖像的實際數據,模組測試時,就要寫一個軟件,完成數據采集(獲得Raw data)->彩色插值(目的是獲得RGB格式,便於圖像顯示)->圖像顯示;
這樣就可以發現整個模組是否正常,有無壞點,臟點的等,檢測出不良品;(軟件的處理過程當中,為了獲得更好的圖像質量,還需要白平衡,gamma校正,彩色校正)
而在手機的應用中,手機根據相機模組的數據格式,提供一個ISP(主要用於RGB格式的),配合軟件,使照相功能得到應用;
一、MIPI
MIPI:MIPI聯盟,即移動產業處理器接口(Mobile Industry Processor Interface 簡稱MIPI)聯盟。由美國德州儀器(TI)、 意法半導體(ST)、 英國ARM和芬蘭諾基亞(N ki okia)4家公司共同成立, 旨在定義並推廣用於移動應用處理器接口的開放標准。MIPI是MIPI聯盟發起的為移動應用處理器制定的開放標准。
2.1 MIPI-CSI
MIPI攝像頭常見於手機、平板中,支持500萬像素以上高清分辨率。它的全稱為“MobileIndustryProcessorInterface”,分為MIPI-DSI和MIPI-CSI,分別對應於視頻顯示和視頻輸入標准(CSI是for Camera的,DPI是for Display的)。MIPI聯盟下面有不同的WorkGroup,分別定義了一系列的手機內部接口標准,比如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口DigRF、麥克風/喇叭接口SLIMbus等。統一接口標准的好處是手機廠商根據需要可以從市面上靈活選擇不同的芯片和模組,更改設計和功能時更加快捷方便。
CSI(Camera Serial Interface)是由MIPI聯盟下Camera工作組指定的接口標准。CSI-2是MIPI CSI第二版,主要由應用層、協議層、物理層組成,最大支持4通道數據傳輸、單線傳輸速度高達1Gb/sMIPI-CSI-2協議是MIPI聯盟協議的子協議,專門針對攝像頭芯片的接口而設計,應用非常廣泛,由於其高速,低功耗的特點,MIPI-CSI2協議極大的支持了高清攝像頭領域的發展,正是由於它的普及,手機上五百萬像素的攝像頭才得以變為前置攝像頭,該類接口技術主要掌握在日本東芝,韓國三星以及美國豪威三家公司。
CSI/DSI的物理層(Phy Layer)由專門的WorkGroup負責制定,其目前的標准是D-PHY。D-PHY采用1對源同步的差分時鍾和1~4對差分數據線來進行數據傳輸。數據傳輸采用DDR方式,即在時鍾的上下邊沿都有數據傳輸。
二、DVP
DVP:DVP是並口傳輸,速度較慢,傳輸的帶寬低,使用需要以下:
- PCLK\sensor輸出時鍾:像素點同步時鍾信號,每個PCLK對應一個像素點,可以為48MHz;對於時鍾信號,一般做包地處理,減少對其他信號的干擾,還需要在源端加電阻和電容,減少過沖和振鈴,從而減少對其他信號的干擾
- MCLK(XCLK)\外部時鍾輸入:外部時鍾輸入,可由主控或晶振提供,由sensor規格書確定,可以為24MHZ;
- VSYNC\場同步:幀同步信號,一幀一個信號,頻率為幾十Hz(30Hz)
- HSYNC\行同步:行同步信號(頻率為幾十KHz)
- D[0:11]\並口數據(可以是8/10/12bit數據位數大小)
例如:分別率 320×240的屏,每一行需要輸入320個脈沖來依次移位、鎖存這一行的數據,然后來個HSYNC 脈沖換一行;這樣依次輸入240行之后換行同時來個VSYNC脈沖把行計數器清零,又重新從第一行開始刷新顯示
三、LVDS
一:LVDS輸出接口概述
液晶顯示器驅動板輸出的數字信號中,除了包括RGB數字信號外,還包括行同步,場同步,像素時鍾等信號,其中像素時鍾信號的最高頻率可超過28MHZ,采用TTL接口,數據傳輸速率不高,傳輸距離較短,而且電磁抗干擾能力較差,會對RGB數據造成一定的影響,另外,TTL多路數據信號采用排線的方式來傳輸,整個排線數量達幾十路,不但連接不方便,而且不適合超薄化的趨勢,采用LVDS輸出接口傳輸數據,可以使得這些問題迎刃而解,實現數據的高速率,低噪聲,遠距離,高准確度的傳輸。
那么,什么是LVDS輸出接口呢?LVDS是一種低壓差分信號技術接口。他是美國NS(美國國家半導體公司)公司為了克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數據時功耗大,電磁干擾大等缺點而研制的一種數字視頻信號傳輸方式。
LVDS輸出接口利用非常低的電壓擺浮(約350mV)在兩條PCB走線或一對平衡電纜上通過差分進行數據的傳輸,即低壓差分信號輸出。采用LVDS輸出接口,可以使得信號在差分PCB線或平衡電纜上以幾百Mbit/s的速率傳輸,由於采用低壓和低電流驅動方式,因此,實現了低噪聲和低功耗。
二:LVDS接口電路的組成
在液晶顯示器中,LVDS接口電路包括兩部分,即驅動板側的LVDS輸出驅動電路(LVDS發送器),和液晶面板側的LVDS輸入接口電路(LVDS 接收器)。LVDS發送器將驅動板主控芯片輸出的17L電平並行RGB數據信號和控制信號轉換為低壓串行LVDS信號,然后通過驅動板與液晶板之間的柔性電纜(排線)將信號傳送到液晶面板側的LVDS接收器,LVDS接收器再將串行信號轉換為TTL電平的並行信號,送往液晶面板側的LVDS接收器,LVDS接收器再將串行信號轉換為TTL電平的並行信號,送往液晶屏時序控制與行列驅動電路。
在數據傳輸過程中,還必須有時鍾信號的參與,LVDS接口無論傳輸數據還是傳輸時鍾都采用差分信號對的形式進行傳輸,所謂信號對,只是LVDS接口電路中,每一個數據傳輸通道或時鍾傳輸通道的輸出都為兩個信號(正輸出端和負輸出端),需要說明的是,不同的液晶顯示器,其驅動板上的LVDS發送器不盡相同,有些LVDS發送器為一片或兩片獨立的芯片(如果 DS90C383),有些則集成在主控芯片中。
LVDS信號有數據差分和時鍾差分信號組成。如下圖所示:
單通道6位數據(如果是6位的Y3M/P這組紅色的線沒有)有4組差分線,3組信號線,一組時鍾線。Y0M、Y0P、Y1M、Y1P、Y2M、Y2P、CLKOUT_M、CLKOUT_P。單通道8位數據有5組差分線,4組信號線,一組時鍾線。分別是Y0M、Y0P、Y1M、Y1P、Y2M、Y2P、CLKOUT_M、CLKOUT_P。
四、MIPI 接口 和 LVDS 接口區別
液晶屏接口類型有LVDS接口、MIPI DSI DSI接口,它們到底有什么區別,能直接互聯么?首先,兩種接口里面的差分信號是不能直接互聯的,准確來說是互聯后無法使用,MIPI DSI轉LVDS比較簡單,有現成的芯片,例如ICN6201、ZA7783;LVDS轉MIPI DSI比較復雜暫時沒看到通用芯片,基本上是特制模塊,而且原理也比較復雜。
主要區別:
1. LVDS接口只用於傳輸視頻數據,MIPI DSI不僅能夠傳輸視頻數據,還能傳輸控制指令;
2. LVDS接口主要是將RGB TTL信號按照SPWG/JEIDA格式轉換成LVDS信號進行傳輸,MIPI DSI接口則按照特定的握手順序和指令規則傳輸屏幕控制所需的視頻數據和控制數據。
液晶屏有RGB TTL、LVDS、MIPI DSI接口,這些接口區別於信號的類型(種類),也區別於信號內容。
RGB TTL接口信號類型是TTL電平,信號的內容是RGB666或者RGB888還有行場同步和時鍾;
LVDS接口信號類型是LVDS信號(低電壓差分對),信號的內容是RGB數據還有行場同步和時鍾;
MIPI DSI接口信號類型是LVDS信號,信號的內容是視頻流數據和控制指令。
簡單理解,LVDS 和MIPI的物理接線是一樣的,都是5組差分對,但是傳輸的內容是不一樣的,即軟件的報文格式不一樣。
參考自:https://blog.csdn.net/qq_40732350/article/details/88554497
https://blog.csdn.net/u014470361/article/details/88891255