5.1.3. Цифровые фотоаппараты
В цифровых фотоаппаратах процесс получения изображения похож на процесс в проекционных сканерах. Оптическая и электрическая структурная схема цифрового фотоаппарата представлена на рис. 5.21 .
Рис.5.21 . Оптическая и электрическая структурная схема цифрового фотоаппарата.
В цифровых фотоаппаратах также используется редуцирующая линза, свет попадает на светочувствительные ячейки полупроводникового чипа, называемого сенсором (image sensor). Сенсор реагирует на получаемые фотоны, что фиксируется в виде заряда. Так как сенсоры по своей сути черно-белые устройства, не различающие цвет, в цифровых фотоаппаратах чаще всего используется массив цветных светофильтров (color filter array, CFA), располагающихся между микролинзой и светочувствительной областью пикселя. С помощью светофильтра каждому пикселю присваивается свой цвет. Производители цифровых камер используют различные архитектуры светофильтров, как правило, использующие комбинацию основных цветов (красного, зеленого и синего) или дополнительных цветов (голубой, пурпурный и желтый). Но в любом случае принцип работы фильтра заключается в пропуске только нужного цвета (с определенной длиной волны).
Электронный блок коррекции изображения под управлением контроллера на базе универсального процессора анализирует полученную информацию и определяет необходимые значения выдержки и фокуса, цвет (баланс белого), необходимость вспышки и.т.д. Скорректированное в аналоговом виде изображение в виде массивов запомненных значений непрерывной величины (заряда) с помощью аналогового регистра сдвига поступает на чип АЦП (аналого-цифровой преобразователь), который преобразует эти значения в цифровой эквивалент (код) для каждой составляющей цвета.
Используя дополнительную вычислительную мощность (цифровые фотоаппараты могут содержать несколько процессоров и других чипов, включая специализированные процессоры и главный процессор), обеспечивается дальнейшая обработка данных с помощью специальных (зависящих от конкретной модели) алгоритмов. Конечная цель обработки данных - преобразование их в файл изображения, который можно просмотреть. Файл записывается на встроенный или внешний носитель. Далее изображение может быть перенесено на компьютер, выведено на принтер или телевизор. Изображение можно просмотреть на встроенном в камеру жидкокристаллическом (ЖК) экране – видоискателе, благодаря чему пользователь может обработать изображение с помощью дополнительных алгоритмов или фильтров, используя встроенный интерфейс (чаще всего реализуемый через встроенный ЖК экран) или просто стереть неудачный снимок и начать все сначала.
На всем протяжении этого итерационного процесса, обеспечивается взаимодействие пользователя с операционной системой для немедленной реакции на действия фотографа (активизация функциональных кнопок, регуляторов). Возможность анализа состояния системы пользователю обеспечивает интерфейс с помощью ЖК – экрана.
Современный цифровой фотоаппарат является сложной системой, где множество данных и инструкций передается по множеству каналов. Более подробную информацию о цифровых фотоаппаратах можно получить в [27 ].