【Image Sensor】Sensor和图像效果

1.图像Sensor介绍

参考链接：

CMOS Image Sensor：https://zhuanlan.zhihu.com/p/100777121
Camera模组之sensor篇：https://zhuanlan.zhihu.com/p/37301343

1.1 CMOS sensor简介

CMOS 是英文Complementary Metal Oxide Semicondutor的缩写，这是一种主流的半导体工艺，具有功耗低、速度快的优点，被广泛地用于制造CPU、存储器和各种数字逻辑芯片。基于CMOS工艺设计的图像传感器叫做CMOS Image Sensor (CIS)。
（1）工作原理
CMOS sensor的原理是让光子直接进入晶体管内部生成电流，光信号的强弱直接决定了电流的大小。（爱因斯坦的光电效应）
CMOS sensor通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成。这几部分功能通常都被集成在同一块硅片上，其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。


（2）像点
一个CMOS sensor由很多个像点组成，取决于分辨率大小。

从图中可以看到，一个像点主要由五部分功能构成：

• 硅感光区：捕获光子，激发光生电子
• 势阱：用电场捕获、存储光生电子
• 电路：将电荷数量变换为电压信号，以及复位、选择、读出逻辑
• 滤光膜：选择性透过三种波长中的一种
• 微透镜：将入射光线会聚到感光区
  像点和像素的区别：像素通常需要具备RGB三种分量，而像点就是其中的组成部分。
  （3）Bayer Filter
  为了区分颜色，在感光区和透镜之间有一层滤光片，用于过滤红、绿、蓝不同颜色的光。这种滤光片需要按照一定规则排布，通常称为Bayer Mosaic Color Filter Arrary，即Bayer CFA。以下几种是典型的Bayer阵列：
  
  Bayer阵列输出的图像称为RAW格式，通常需要按照一定算法转化成常见的RGB等格式。
  （4）典型的RAW转RGB的算法——Demosaic

2.AE——自动曝光

2.1 曝光时间

2.2 Gain（增益）

2.3 动态范围

2.4 HB和VB

3.AWB——白平衡

4.AF——对焦