Xử lý ảnh_2 Các bước xử lý tín hiệu trong camera số

-

Trong phần này mình sẽ trình bày về flow xử lý ảnh bên trong máy ảnh. Đây là flow chung, các công ty có thể có bí quyết riêng và flow có chút khác biệt. Nhưng về cơ bản sẽ không khác nhiều với flow này.

Flow of signal processing inside digital camera

Nhìn qua tên các block các bạn có thể hiểu ngay các bước được thực hiện với mục đích gì :D. Mình cũng sẽ viết các bài giải thích từng block riêng biệt sau. Trong phần này mình sẽ tập trung nói về phần cảm biến hình ảnh (image sensor).

Như đã nói ở phần trước, image sensor là phần đảm nhận việc chuyển tín hiệu ánh sáng sang tín hiệu điện. Có 2 loai cảm biến ảnh phổ biến là CCD (charged-couple device) và CMOS (active pixel sensor). Cả hai đều được làm trên công nghệ MOS (mình cũng không rõ cái này lắm). CMOS thường được dùng trong các thiết bị nhỏ gọn như di động, tablet vì ưu việt trong điện năng, giá rẻ và kích thước nhỏ...CCD thường được dùng trong các thiết bị camera chuyên nghiệp với độ phân giải cao.
Trước khi đến các cảm biển ảnh, nguồn ánh sáng sẽ đi qua các bộ lọc màu để phân chia ánh sáng thành các màu riêng biệt (R-G-B). Loại filter thường được dùng phổ biến nhất là Bayer filter, thông tin màu sắc cũng sẽ được sinh ra ở dạng ma trận được gọi là Bayer matrix. Hiện này đại đa số các thiết bị đều xử lý ảnh dựa trên thông tin đầu vào là Bayer matrix. Mỗi pixel sẽ mang thông tin của một màu R hoặc G hoặc G. Trong mỗi nhóm hình vuông kích thước 2x2 thì sẽ có 2 G pixel, 1 B pixel và 1 R pixel.

CCD sensor and Bayer matrix

Có thể các bạn cũng sẽ để ý và thắc mắc tại sao số pixel Green lại gấp đôi số pixel Blue và Red. Bởi vì mắt người rất nhạy cảm với màu xanh, sau này sẽ có các xử lý nội suy hình ảnh (Demosaic) dựa trên màu Green sẽ đem lại các lợi ích nhất định cho chất lượng ảnh. Mình sẽ viết tiếp ở phần sau.

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Fpga_start from 0

-
Image
 Fpga là gì?  Cái này các bạn tra wiki để biết rõ thêm chi tiết. Với mình nôm na thì fpga cũng là một loại chip điều khiển, ta có thể lập trình cho nó hoạt động theo ý mình muốn. Tất nhiên chưa bàn đến ngôn ngữ, tính năng... Song song với FPGA bạn sẽ hay được nghe thêm từ khoá Asic. Vậy Asic là gì? Theo ngôn từ nôm na của tôi thì nó cũng là một loại chip điều khiển nhưng ta không thể lập trình cho nó một cách tuỳ tiện. Các tính năng của nó đã được cố định, bạn chỉ có thể thay đổi nội dung các thanh ghi điều khiển để chip chuyển các mode hoạt động. Vậy tại sao FPGA lại liên quan đến Asic? Có nhiều lý do nhưng theo mình có 3 lý do chính sau: 1. Cả 2 đều hoạt động và hình thành ở mức cổng logic. ( flip flop, and, or...) 2. Đều lập trình trên ngôn ngữ Hardware Description Language. Verilog hoặc VHDL. 3. Trong quy trình sản xuất Asic, người ta hay dùng FPGA để kiểm thử hoạt động của thiết kế. Giá thành của FPGA thường cao hơn vì nó là một chip mang dung lượng số cổng logic lớn, giú...
Read more

Image processing_3 Sửa lỗi pixel

-
Image
Như đã trình bày ở các bài trước, ma trận màu sẽ được sinh ra khi ánh sáng chạy qua các cảm biến màu. Tất nhiện trong điều kiện lý tưởng như cảm biến tốt, thiết bị tốt...thì ta sẽ có các kết quả như mong muốn. Tuy nhiên trong thực tế không phải vậy. Trong quá trình sản xuất có thể có các lỗi như lắp ráp, bụi...có thể gây ra vài khiếm khuyết sẽ dẫn đến một số pixel bị chết. Các pixel này sẽ luôn có màu trắng hoặc luôn có màu đen. Đây là việc rất khó để đảm bảo thiết bị đạt 100% độ chuẩn. Về cơ bản các nhà sản xuất cảm biến sẽ thực hiện kiếm tra sau khi sản xuất. Kết quả kiểm tra sẽ cho thông tin về vị trí các pixel bị chết này. Tiếp theo đó các công ty sử dụng sensor cũng sẽ kiểm tra và tìm các điểm chết này dựa trên các user case của họ. Như vậy chúng ta sẽ có 2 danh sách về các điểm chết này:     1. Danh sách được tạo ra bời nhà sản xuất cảm biến.     2. Danh sách được tạo ra bởi người dùng. Các danh sách này sẽ lưu giữ thông tin vị trí mà các pixel chết t...
Read more

RTL design_blocking and non blocking

-
Image
Thiết kế mạch logic bằng lập trình thường được gọi tắt là RTL code (Register Transfer Level code). Thiết kế này được viết bằng ngôn ngữ HDL (hardware description language) bao gồm hai hệ ngôn ngữ là Verilog và VHDL. Verilog thì gần với software và hiện được dùng phổ biến hơn. Các bái viết sẽ sau này sẽ diễn đạt và giải thích trên ngôn ngữ Verilog. Blocking vs Non Blocking (source: Internet) Cách viết Blocking và Non Blocking, sự khác biệt là gì? Đây là câu hỏi rất hay được dùng trong các cuộc phỏng vấn.  1. Về syntax:     Blocking biểu thị là dấu "="     Non blocking biểu thị là "<=" 2. Về hoạt động:     ●Blocking: giống như software, câu lệnh sẽ được xảy ra tuần tự từ trên xuống dưới.               Ví dụ:                          a = 5;                       b = 7;  ...
Read more