работа цифровых камер Опции

[Voice2001]

подскажите плз по принципам работы цифровых камер.
На али есть кучи миниатюрных камер для квадрокоптеров или камеры заднего вида для авто.
У всех 3-4 провода:
- GND
- +V (обычно 3.3В)
- video
- audio (если есть микрофон)

Они бывают на разное кол-во линий (от 400 до 1000 и даже выше).
Как я понимаю, сигнал на выходе там аналоговый, включающий синхроимпульсы для строк и кадров.

Паяем питание, паяем "тюльпаны", подключаем к любому телевизору и видим картинку.

И вот вопрос: есть видео-регистраторы для авто, есть экшн-камеры, есть ip-камеры. Их разрешения от FullHD до 4к, а то и 8к.
Подскажите, внтури у них такие же модули с 3-4-мя проводками с аналоговым видео-сигналом?
И если так, то получается, что за работу регистратора или экшн-камеры отвечает процессор, который переводит аналог в цифру, сжимает картинку (например, H.264) и сохраняет на флэшку. Так?
Или все же в регистраторах и экшн-камерах используются какие-то другие модули с цифровым сигналом на выходе? Как они называются (имеют ли какое-то общее название), чтобы найти на том же али-экспрессе?

[Serge V Iz]

например, по запросу camera module, не оно?

[Voice2001]

он и выдает 3-4 пиновые камеры

вопрос-то не о том звучал. А есть ли разница в камерах на 600-1000 строк или FullHD-8k ?
Какой выходной сигнал у модулей камер FullHD-8k?

[Serge V Iz]

у камер, т.е, матриц, с электроникой, которая оцифровывает содержимое пиксельных емкостей - цифровой поток н-разрядных значений увета/яркости пикселей. lvds, usb... да хоть spi.

У матриц - что-то вроде интерфейса dram, с выбором строки/столбца и (отличие) подключением выбранного конденсатора не к компаратору с выходом 0/1, а к АЦП. Если я понял, вообще, вопрос )

---
Ну, у ПЗС, немного иначе: выбора строки и подключения ее к АЦП в виде огромного такого сдвигового регистра, хранящего последовательность "аналоговых разрядов"...

Сообщение отредактировал Serge V Iz - Jun 22 2018, 13:25

[Voice2001]

Serge V Iz, т.е. все-таки разные модули используются?

а как найти можно эти первые, которые полностью цифровые? У них есть какое-то общее название? Ну или марку-модель хотя бы, чтобы дальше искать и разбираться в принципах работы

[aaarrr]

Serge V Iz, т.е. все-таки разные модули используются?

Разные.

а как найти можно эти первые, которые полностью цифровые? У них есть какое-то общее название? Ну или марку-модель хотя бы, чтобы дальше искать и разбираться в принципах работы

google("Image sensor IC")

[Serge V Iz]

aliexpress -> camera module -> https://m.ru.aliexpress.com/item/32883126314.html

Ближайший магазин компьютерных аксессуаров - первая попавшаяся веб-камера- удалить корпус - внутри примерно оно же )

[Voice2001]

теперь кажется понял
есть "сырой" модуль матрицы. А к ней уже цепляется обвес, который либо выдает "тюльпанновый" аналоговый сигнал, либо IC, либо юсб

т.е. матрица может быть одна и та же, но в зависимости от обвеса, получаем либо юсб-веб-камеру с юсб-разъемом, либо тюльпановую аналоговую камеру для авто (заднего вида)

[aaarrr]

т.е. матрица может быть одна и та же, но в зависимости от обвеса, получаем либо юсб-веб-камеру с юсб-разъемом, либо тюльпановую аналоговую камеру для авто (заднего вида)

Это верно только для относительно дорогих аналоговых камер. В "камерах для заднего вида" матрица выдает готовый CVBS, а внешний обвес ограничивается линейным стабилизатором и эмиттерным повторителем.

[Serge V Iz]

Вроде того. С той оговоркой, что современные "матрицы для цифровых камер" зачастую содержат оцифровку и первичную обработку изображения в себе же, соответственно, для превращения в аналоговый видеосигнал требуется сжатие кадра до нужного количества строк/точек и обратное преобразование видеоЦАПом.

[Alex11]

Современные матрицы высокого разрешения имеют, как правило один из стандартных интерфейсов - LVDS на 1 - 2 или 4 lan или MIPI CSI-2.

[Stanislav]

И вот вопрос: есть видео-регистраторы для авто, есть экшн-камеры, есть ip-камеры. Их разрешения от FullHD до 4к, а то и 8к.
Подскажите, внтури у них такие же модули с 3-4-мя проводками с аналоговым видео-сигналом?

Нет.

И если так, то получается, что за работу регистратора или экшн-камеры отвечает процессор, который переводит аналог в цифру, сжимает картинку (например, H.264) и сохраняет на флэшку. Так?

Именно не так, поскольку процессор получает информацию от датчика изображения по высокоскоростной цифровой шине, а потом уже делает с ним все необходимые преобразования.
За столь редкими исключениями, что о них даже не стоит упоминать.

Или все же в регистраторах и экшн-камерах используются какие-то другие модули с цифровым сигналом на выходе? Как они называются (имеют ли какое-то общее название), чтобы найти на том же али-экспрессе?

Этот модуль называется, к примеру, CMOS датчик изображения (image sensor). А/Ц преобразование происходит внутри, а наружу выводится только цифровая шина, типа MIPI (CSI), HiSPI, Parallel CMOS и т.д.

У матриц - что-то вроде интерфейса dram, с выбором строки/столбца и (отличие) подключением выбранного конденсатора не к компаратору с выходом 0/1, а к АЦП. Если я понял, вообще, вопрос )

Лучше не пЕшите...

[Serge V Iz]

НапЕшите свою версию ))

[muravei]

MIPI (CSI), HiSPI, Parallel CMOS и т.д.

Интересно, а смартфонные камеры можно подключать к "малинам", "апельсинам " итд?

[aaarrr]

Интересно, а смартфонные камеры можно подключать к "малинам", "апельсинам " итд?

Если доступна документация на сенсор, то вполне.

[Serge V Iz]

у "малин" имеется последовательный CSI-2, камеры с таким интерфейсом можно подключить. у "апельсин", вроде бы, другой, параллельный 8-бит интерфейс CPI, соответственно, подключать можно другие камеры, наподобие ovm7692, которые этот параллельный интерфейс умеют.

[Stanislav]

НапЕшите свою версию ))

Хорошо, пишу.
Моя версия состоит в том, что:
а) следует придерживаться вопроса темы;
б) не нужно пЕсать о том, чего не знаешь.

Работу датчика изображения сравнить с работой DRAM может только весьма "продвинутый" пЕсатель.

Интересно, а смартфонные камеры можно подключать к "малинам", "апельсинам " итд?

В абсолютном большинстве случаев - нет.

Если доступна документация на сенсор, то вполне.

По мне, это не совсем так.
Точнее, совсем не так.
Малина имеет закрытый исходный код ПО и документацию на процессор, и к ней неизвестную ей камеру подключить сейчас нельзя принципиально.
Для апельсинок есть открытые исходники, но там можно подключить только датчик с параллельный CMOS, 8 бит, с весьма посредственным разрешением/частотой кадров.
Сейчас выходят новые, с MIPI, но это уже несколько другая ценовая категория, которая, мсм, не будет востребована.

у "малин" имеется последовательный CSI-2, камеры с таким интерфейсом можно подключить.

Подключите хоть одну, не аттестованную в малине, а до тех пор лучше не пЕшите.

[aaarrr]

Малина имеет закрытый исходный код ПО и документацию на процессор, и к ней неизвестную ей камеру подключить сейчас нельзя принципиально.

Принципиально можно.

Для апельсинок есть открытые исходники, но там можно подключить только датчик с параллельный CMOS, 8 бит, с весьма посредственным разрешением/частотой кадров.

Если говорить о пропускной способности интерфейса, то она сопоставима с 2-lane MIPI CSI-2 у малины. Последние не стесняются прикручивать 5-8MP камеры.

[Serge V Iz]

так как

не нужно пЕсать о том, чего не знаешь.

то, очевидно, нужно пЕсать, о том, что знаешь ) Это может оказаться полезной информацией для чЕтающих.

Так как, все-таки происходит оцифровка вполне себе аналоговой информации с матрицы КМОП. Что не так в описании процесса? )

[Stanislav]

Принципиально можно.

Отстал от жизни... Убедили.
Сам с малиной завязал, после весьма поверхностного изучения. Возможности ввода видео тоже тестировал. Не подошло...

Если говорить о пропускной способности интерфейса, то она сопоставима с 2-lane MIPI CSI-2 у малины. Последние не стесняются прикручивать 5-8MP камеры.

Про малину врать не буду, ибо физические возможности интерфейса там поболе апельсинок, а вот броадком в моих опытах показал весьма посредственные результаты.

Насчёт апельсины - Вы, наверное, правы, если говорить о топовых моделях, и в теории. Сейчас посмотрел даташиты на H5- там дают физический максимум 12 бит и 60 FPS при 2K видео, но в реальности достижимо только 8 бит и 30 FPS, 2K.

[aaarrr]

Отстал от жизни... Убедили.

Сам был несколько удивлен

Ну, это только ради слайд-шоу.
"Топовый" Н5 у апельсинок физически может проглотить максимум 1080P х 30FPS, 8 бит. Что, согласитесь, впечатляет не слишком.

H3/H5 - они все же для "свистков к телевизору", там интерфейс камеры и не нужен по большому счету.
Зато старенький A20 вполне проглатывает ровно в шесть раз больше - 1080P x 60FPS, 24 бита.
Но то не на "апельсинке", конечно - там всюду 8 бит выведено.

(Сейчас Рокчипы, вроде, появились, но это уже другая ценовая категория, и там всё ещё сыро.)

У рокчипов напрягают откровенно посредственные параметры встроенного кодека. На фоне прочей начинки он выглядит бледно.

[Stanislav]

Так как, все-таки происходит оцифровка вполне себе аналоговой информации с матрицы КМОП. Что не так в описании процесса? )

Расскажите, каким образом в DRAM "происходит оцифровка вполне себе аналоговой информации с матрицы КМОП".

H3/H5 - они все же для "свистков к телевизору", там интерфейс камеры и не нужен по большому счету.
.........................
Зато старенький A20 вполне проглатывает ровно в шесть раз больше - 1080P x 60FPS, 24 бита.
Но то не на "апельсинке", конечно - там всюду 8 бит выведено.

Залез в даташиты, и свой предыдущий пост изменил после Вашего, уж простите.
Физически у H5 - 12 бит и 60-70 FPS при 1080P, что вполне прилично.

Ошибка моя была в том, что на апельсинках больше 30 FPS на 1080P мне получить не удавалось, хоть сам датчик позволял.
А 8 бит - это лишь особенность Orange PI.


Софт там вообще нестабилен до сих пор, поэтому отложил до лучших времён...

У рокчипов напрягают откровенно посредственные параметры встроенного кодека. На фоне прочей начинки он выглядит бледно.

Рокчип - сам по себе процессор довольно могучий. А видеоподсистема Н5 в Линуксах считайте, что не работает, т.ч. там тоже почти всё программно...
Короче, сейчас из всего зоопарка микрокомпьютеров (ещё Одроид до кучи) стабильно работают только "фирменные".
Для серьёзных дел, остановился на Jetson X1, а остальные "чуда" дом сторожат.
Правда и там проект сейчас в состоянии комы...

[aaarrr]

Ошибка моя была в том, что на апельсинках больше 30 FPS на 1080P мне получить не удавалось, хоть сам датчик позволял.
А 8 бит - это лишь особенность Orange PI.

Для упомянутых 1080p60 24bpp пришлось переписать драйвер CSI - исходный действительно выдавал слайд-шоу.

Софт там вообще нестабилен до сих пор, поэтому отложил до лучших времён...

Не так давно начал копать серию "V" (а именно V3s) - так там SDK приятно удивил: сенсоры работают "из коробки",
без нужды в напильнике.

Там сам процессор довольно могучий.

Если Вы о RK3288 - то весьма могучий. (Хотя в тестах почему-то изрядно проигрывает Samsung'у из Odroid-XU)
Но с таким процессором в паре хотелось бы иметь и кодек, "умеющий" HEVC в 4K.

Для серьёзных дел, остановился на Jetson X1, а остальные чуда дом сторожат.

У меня banana-pi файл- и DLNA-сервером служит. Ничего так, вполне справляется

[Serge V Iz]

Расскажите, каким образом в DRAM "происходит оцифровка вполне себе аналоговой информации с матрицы КМОП".

Путем коммутации отдельных ячеек этой матрицы на пороговое устройство при помощи линий выбора строки и столбца. Как и было написану. Ну? ))

[Stanislav]

Для упомянутых 1080p60 24bpp пришлось переписать драйвер CSI - исходный действительно выдавал слайд-шоу.

Это пока что не мой уровень.
Оценивал то, что есть, а глубоко вникать не было времени.

Не так давно начал копать серию "V" (а именно V3s) - так там SDK приятно удивил: сенсоры работают "из коробки", без нужды в напильнике.

Ссылочкой на документацию не кинете?

Если Вы о RK3288 - то весьма могучий. (Хотя в тестах почему-то изрядно проигрывает Samsung'у из Odroid-XU)

Возможно, повлияло качество исполнения базового ПО.

Но с таким процессором в паре хотелось бы иметь и кодек, "умеющий" HEVC в 4K.

Этот обкатанный, но я не про него.
Там RK3399 засветился.
https://www.aliexpress.com/item/Orange-Pi-R...2850569302.html

Имеет ЦПУ не хуже Тегры Х2. И 2 "настоящих" порта MIPI-CSI.
В игровых и теле-приставках уже применяется с год или более того.
МСМ, 110 бакинских за такое добро - вполне приемлемая цена.

У меня banana-pi файл- и DLNA-сервером служит. Ничего так, вполне справляется

Да, это они могут.
У меня один упырь дома торренты раздаёт и кино крутит, а другой НАСом работает.
Но нужно было нечто для промышленного использования, по работе. Вот потому на Джетсоне остановился. Хоть на порядок дороже, но есть поддержка производителя, и средства разработки на высоте.
А зоопарку пришлось искать другое применение.


-----------------------------------------------------------------------------

Путем коммутации отдельных ячеек этой матрицы на пороговое устройство при помощи линий выбора строки и столбца. Как и было написану. Ну? ))

Что является "пороговыми устройствами" в датчике изображения и DRAM?
Далее, ячейку DRAM можно выбрать произвольно, в любом порядке.
Расскажите, пожалуйста, как можно это сделать с произвольным пикселем в датчике изображения?

[aaarrr]

Ссылочкой на документацию не кинете?

DS
SDK

Использовал ядро из Lichee SDK, u-boot mainline, rootfs собирал buildroot'ом. Такая вот сборная солянка

Там RK3399 засветился.
https://www.aliexpress.com/item/Orange-Pi-R...2850569302.html

Имеет ЦПУ не хуже Тегры Х2. И 2 "настоящих" порта MIPI-CSI.
В игровых и теле-приставках уже применяется с год или более того.
МСМ, 110 бакинских за такое добро - вполне приемлемая цена.

Да, хорош. Давно не смотрел "апельсины" и тоже отстал от жизни
Пожалуй, стоит взять поиграться. Спасибо!

[Serge V Iz]

Расскажите, пожалуйста, как можно это сделать с произвольным пикселем в датчике изображения?

применение КМОП матриц не ограничивается смартфонами.

https://www.e2v.com/shared/content/resource...CIS113/1961.pdf

В применениях, где требуются датчики с разрешением и шумом порядка 1e- производители дают пользователям все крутилки и переключатели. Астрономы просто не могут себе позволить полнокадровые десятки fps, так как шум от процесса считывания (коммутации) будет намного превышать собственные шума матрицы. Поэтому снимают за раз очень маленькие фрагменты, и очень медленно.

Подобные возможности имеют разные другие датчики изображенич, применяемые в лабораторном оборудовании - для съемки быстрых или сверхконтрастных картин и т.п.

[Stanislav]

DS
SDK

Использовал ядро из Lichee SDK, u-boot mainline, rootfs собирал buildroot'ом. Такая вот сборная солянка

Спасибо.

Да, хорош. Давно не смотрел "апельсины" и тоже отстал от жизни
Пожалуй, стоит взять поиграться. Спасибо!

Я б не торопился эту штуку брать. Разве, если есть много свободного времени.
Документации на систему - почти нет. И ПО найти в исходниках, чтоб без танцов с бубном, вряд ли сейчас можно.

А вот на процессор доки вполне приличные имеются. И DS, и TRM. Если сравнивать с остальными "китайцами".

В общем, для умелых рук Апельсинка.

Кстати, у Шишек сейчас тоже на выходе подобное. По сравнению с Апельсинами, несколько урезано количество портов, eMMC и WiFi/Bt опционально, но цена вкусная.
https://www.pine64.org/?page_id=61454
https://www.pine64.org/?product_cat=rockpro64


--------------------------------------------------------------------------------------

применение КМОП матриц не ограничивается смартфонами.
.............................................
Подобные возможности имеют разные другие датчики изображенич, применяемые в лабораторном оборудовании - для съемки быстрых или сверхконтрастных картин и т.п.

Википедии, воистину, неисчерпаемы, однако, вопрос в том, каким боком датчик изображения относится к DRAM?

ЗЫ. Завязывайте, вот Вам мой совет.
У грамотного специалиста должно быть хотя бы элементарное чувство стыда.
Предложенный Вами уровень обсуждения был раньше здесь не принят, и подобные "откровения" идут ресурсу отнюдь не на пользу.

[Serge V Iz]

Хорошо. тогда прямо:
>У грамотного специалиста должно быть хотя бы элементарное чувство стыда.
И разного рода попытки кормового увиливания в сторону от вполне конкретного аспекта функционирования матрицы, а именно, способа измерения и дискретизации электрического сигнала в массиве светочувствительных элементов, очем, если не ляпать не разобравшись, шла речь в оригинальном сообщении, специалиста не красят )

P.S. Если уж вспоминать про википедию, то можно бы и посмотреть на электрическую структуру ясейки динамической памяти, и соответственно, пикселя КМОП- матрицы.

[Stanislav]

Добавлю, что упёрнутость в собственных заблуждениях - есть прямой признак тупости...

P.S. Если уж вспоминать про википедию, то можно бы и посмотреть на электрическую структуру ясейки динамической памяти, и соответственно, пикселя КМОП- матрицы.

Вот и вспоминайте, смотрите, и пытайтесь найти там хоть отдалённую аналогию.
А потом ткните носом всех неверующих в неопровержимые факты.

[Serge V Iz]

Нет, теперь, по справедливому распределению возможностей, ваша очередь. Это вы утверждаете, что ничего общего у процесса считывания изображения из ячеек матрицы, содержащей данные об изображении, и аналогичного (sic ) ) процесса в DRAM нет. Начинающие радиолюбители с удовольствием послушают, как это оно принципиально иным методом делается )

[Stanislav]

Нет, теперь, по справедливому распределению возможностей, ваша очередь.

Почему же?
Вот, вы пишете:

P.S. Если уж вспоминать про википедию, то можно бы и посмотреть на электрическую структуру ясейки динамической памяти, и соответственно, пикселя КМОП- матрицы.

А я лишь прошу привести их электрическую структуру, как доказательство ваших слов.
Вроде, ничего сложного, верно?

Это вы утверждаете, что ничего общего у процесса считывания изображения из ячеек матрицы, содержащей данные об изображении, и аналогичного (sic ) ) процесса в DRAM нет.

Вы так и не пояснили, как можно выбрать для считывания произвольную ячейку "матрицы, содержащей данные об изображении," аналогично DRAM.

Начинающие радиолюбители с удовольствием послушают, как это оно принципиально иным методом делается )

Ознакомьтесь, например, со структурой Exmor CMOS датчиков изображения, и не пишите больше глупостей.
Ибо там коммутатор устроен совсем не так, как вы себе его представляете:

Путем коммутации отдельных ячеек этой матрицы на пороговое устройство при помощи линий выбора строки и столбца. Как и было написану.

[Serge V Iz]

Выше приведено описание матрицы, в которой заданием номера строки и столбца выбирается именно определенная ячейка.

И у exmor не обнаруживается отсутствия линий строк и столбцов:

[Stanislav]

Выше приведено описание матрицы, в которой заданием номера строки и столбца выбирается именно определенная ячейка.

Произвольным образом, извне??
Позвольте полюбопытствовать, в каком полку служили где Вы получали образование по обсуждаемому профилю?

И у exmor не обнаруживается отсутствия линий строк и столбцов:

Именно обнаруживается. Отсутствие коммутатора строк перед АЦП.
Смотрю в книгу - вижу фигу, верно?

У матриц - что-то вроде интерфейса dram, с выбором строки/столбца...

Будем и дальше валять ваньку, или попытаемся всё же взглянуть горькой правде в глаза?


ЗЫ. Да, жду именно электрические структуры ячеек DRAM и CMOS ДИ, о которых вы тут рассуждали.

[Serge V Iz]

Ваша очередь )

> получали образование по обсуждаемому профилю

))) путем чамообразования в ходе упорной борьбы с прибором, оптико-электронного характера, выполняющего некую специальную функцию в далеких от лабораторных условиях.

Позвольте, в свою очередь поинтересоваться вашими регалиями в области таких дисциплин как вычислительная оптика, например?

[dinam]

Глянул datasheet VEGA – CIS113 по диагонали. Матрица как матрица. Ну есть ROI с минимальным значением 5х5 пикселов. Ну это не повод затевать ссору. Есть матрицы где много ROI задаются, есть где одну область можно вычитать. Есть где только строчки полностью вычитываются. Но аналогии с DRAM тоже не понимаю. Хотя применял SDRAM и DDR3 SDRAM.

[Serge V Iz]

ROI - это уже сахар для эксплуатантов, высокоуровневая функция. А сильно желающие могут воспользоваться этой матрицей попиксельно, насколько возможно, гарантировав себе отсутствие возмущающих воздействий от цепей считывания.

[Tarbal]

Именно обнаруживается. Отсутствие коммутатора строк перед АЦП.
Смотрю в книгу - вижу фигу, верно?

Вместо того, чтобы в самом первом коментарии поправить, не понимающего деталей, собеседника и сказать, что АЦП есть необходимый элемент, и что существуют специализированные микросхемы -- видео кодеки
http://www.analog.com/en/products/analog-t...deo-codecs.html


Сообщение отредактировал Herz - Jul 8 2018, 09:35

Причина редактирования: Нарушение п. 2.1.a