摄像头原理

如今，市场上提到可以应用在智能车上的摄像头，多如牛毛。到底那一款最适合用在智能车上呢，这里DEMOK选取了2款典型的摄像头OV7670与OV7620，从其特性和性能等角度，剖析摄像头的特点，为大家揭开迷雾。

我们开门见山，先讲其最主要的不同点。我们都知道，OV7670和OV7620都是彩色摄像头，其感光像素为640*480的数字摄像头。他们之间有很多相似的参数，但是最大的不同就是，OV7670的像素输出格式为RGB565，而OV7620的像素输出格式为YUV422，这个不同点直接决定了其在智能车摄像头中的地位。在继续进行分析之前，我们先了解一点摄像头的小知识。

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【摄像头小知识】RGB565与YUV422的区别

1.什么是RGB565

众所周知，RGB是组成彩色的三基色，要想显示一个像素的颜色，每个像素都需要3个BYTE数据的R、G、B来表示，那一副320*240的彩色图像，就需要320*240*3=230400B=225KB的数据来存储，这样看来，存储图像的空间开销是极大的。而在一个像素RGB中，G分量的比重是最大的，R和B的比重相对小一些，因此人们又想出了用R:G:B=5:6:5的比例关系，来表示一个像素，这样一来，一个像素仅仅需要2个BYTE就可以表示其彩色信息（这个2个BYTE中，R占5bit，G占6bit，B占5bit），320*240的彩色图像的存储空间也由225KB减小到150KB。

2.RGB565是怎么存储的

摄像头的数据是在每一个PCLK的上升沿去读取的。若摄像头默认输出的格式为RGB565，那么摄像头在上电之后，每触发2个PCLK，读取2个字节，才是一个像素。在这个像素中，RGB的分布如下图所示：在第一个字节（First BYTE）中，Y[7..3]为R[4..0]，Y[2..0]为G[5..3]；在第二个字节（Second BYTE）中，Y[7..5]为G[2..0]，Y[4..0]为B[4..0]

2.什么是YUV4:2:2

人的眼睛对低频信号比对高频信号具有更高的敏感度，事实上，人的眼睛对明视度的改变比对色彩的改变要敏感的多。因此，人们将RGB三色信号改为YUV来表示，其中Y为灰度，UV为色差。如果是表示一副彩色图像，同样的道理，YUV444是无损的存储方式，但是需要3个字节，存储空间开销很大。由于Y分量比UV分量重要的多，因此人们用YUV422来表示。这样一来图像被压缩了很多，一个字节就可以表示其彩色的信息。

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回归到OV7670和OV7620的对比中来。

刚才从小知识中，了解到OV7670是RGB输出，而OV7620是YUV输出，虽然理论上明白了，但是大家可能还不知道实际对应摄像头是怎么输出的。

对于OV7670，由于它只有一组并行的数据口Y[7：0]，所有的像素数据都从这个数据口出，因此每次读取一次数据口，可以读一个字节（BYTE）。下图给出了k个像素（2K个字节）输出的格式。

对于OV7620，它有2组并行的数据口Y[7..0]和UV[7..0]，其中对于数据口Y[7..0]，输出的是灰度值Y，对于UV[7..0]输出的色度信号UV。下图给出了k个像素（K个字节）输出的格式。

上面2个图已经非常明了的说明了两者输出格式的不同，现在对其优劣性做一下总结。

对于智能车竞赛，赛道是白底黑线，因此我们只关心图像的灰度值，并不是需要他们的彩色值。由此看来，对于OV7670，它只有一组数据口，默认输出RGB彩色图像，对我们来说并不是想要的；而对于OV7620，它有两组数据口，一组数据口输出的正是灰度值Y，我们无需去管UV引脚输出的信号，只采集Y口的数据，就能完美地体现出赛道的信息来。对于全白的赛道背景，采集回来的数据是255，对于黑色的赛道，采集回来的数据是0，这样就能很好的区别开赛道与背景。

由此可以总结，OV7620更适合做智能车摄像头。

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