Difference between revisions of "GX mipi camera manual/zh"

Revision as of 17:18, 6 December 2025

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GX系列MIPI摄像机模组功能手册

1 概述

GX系列产品具备卓越的ISP性能，多种工作模式，丰富的功能选项，可靠的稳定性设计，优秀的生产品控和供货能力。是嵌入式图像应用和AI应用的不二之选。

GX系列MIPI摄像机模组更加方便用户进行集成，标准22pin FPC用户接口，可以方便接入树莓派、英伟达、RK3588等嵌入式平台。

本文侧重于详细介绍MV系列产品的功能原理。关于硬件手册、寄存器、配置脚本、不同嵌入式平台的驱动及使用，请参考对应文档。

本文中，每个功能后[相关命令]一栏列出了gx_mipi_i2c.sh脚本中于此功能有关的命令。

1.1 摄像机型号列表

Series	Model	Max Resolution	Shutter Mode
MV series	GX-MIPI-IMX662	1920×1080@60 fps	Rolling

2 图像采集

2.1 卷帘式曝光和全局曝光

2.1.1 卷帘式曝光

卷帘式曝光 sensor 实现如下图所示。逐行曝光从第一行开始曝光，一个行周期之后第二行才开始曝光。依次类推，经过 N-1 行后第 N 行开始曝光。第一行曝光结束后开始读出数据，读出一行需要一行周期时间（含行消隐时间）。至第一行完全读出后，第二行刚好开始读出，依次类推，当第 N-1行读完后，第 N行开始读出，直到整幅图像完全读出。

Rolling shutter mode

2.1.2 全局曝光

全局曝光sensor实现如下图所示，sensor的所有行同时开始曝光，并同时结束曝光，在曝光结束后，sensor将所有电子从感光区转到存储区，之后逐行的读出像素数据。这样曝光的好处是拍摄运动物体时图像不会出现偏移和歪斜。

Global shutter mode

2.2 开始/停止采集

可以在任意时刻向相机发送开始采集和停止采集命令。摄像机收到开始采集命令后，如工作在视频流模式，则立刻开始曝光并输出图像；如工作在触发模式，则进入等待触发信号状态。同时，摄像机进入running状态。

摄像机收到停止采集命令后，会完成当前正在传输的帧以确保帧完整性，然后停止输出图像并进入standby状态。注意，如果设置了触发多帧，并且还没有完成所有图像帧输出，则会打断触发过程。也就是说，停止采集操作只会保证当前帧的完整性，不保证整个触发周期的完整性。

一般情况下，驱动会自动发送开始/停止采集命令，用户无需主动控制寄存器。

2.3 视频流模式

视频流模式下，摄像机会按照配置的分辨率和帧率，连续曝光并输出图像。同一个传感器，在不同的分辨率配置下，支持的最大帧率不同，请参考对应产品的datasheet。建议更改分辨率之后，通过maxfps功能获取支持的最大帧率。

一般情况下，驱动会根据应用层程序配置videomode和fps，用户无需主动控制寄存器。

相关命令：workmode,videomode,fps,maxfps。

2.4 普通触发模式

2.4.1 Rolling shutter（卷帘式曝光）

本节适用型号：GX-MIPI-IMX662。

对于GX-MIPI-IMX662，为了保证触发图像的效果一致性，一个完整的图像帧需要三帧图像周期才可以完成从曝光到输出的过程。所以最大帧率为视频流模式的三分之一。

在此，我们将三个连续帧周期称为一个触发周期。

普通触发模式下，如一次触发多帧，触发延迟作用在本次触发信号后，触发间隔和曝光延迟都在每一个触发周期前有效。

下图以触发触发帧数设置为2为例：

GX trigger timing( Rolling shutter)

2.5 同步模式（TBD）

2.6 工作模式的切换

在运行中工作模式不可以任意时刻切换，必须要先停止采集，然后才能切换为新的工作模式。

2.7 触发源

摄像机支持软触发和硬触发两种触发源，这两种方式只是触发信号来源不同。触发延迟、曝光延迟、触发帧数、触发间隔等配置和功能完全一致。

注意，触发源设置仅对普通触发模式和滚动快门多帧触发模式有效。

2.7.1 软触发

通过i2c总线，向摄像机对应寄存器写入1，则进行了一次软触发。

由于软件处理和i2c传输均存在一定的延时，因此软触发的及时性比硬触发要差，对及时性要求高的场合，建议采用硬触发。

2.7.2 硬触发

硬触发模式下，摄像机通过采集TrigIN IO的电平变化获得触发信号。详情见IO控制章节。

2.8 触发统计

触发统计功能统计了总触发数量以及触发丢失的数量。

总触发数量的定义：硬触发模式下，为经过触发过滤之后的触发数；软触发模式下，为所有触发数。

当摄像机接收到硬触发或者软触发信号时，如果其正处于触发周期，将无法响应新的触发信号，此时会造成触发信号丢失。

切换工作模式或者触发源，不会自动清空此统计。

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 ====卷帘式曝光和全局曝光====
 =====卷帘式曝光=====
-卷帘式曝光 sensor 实现如下图所示。逐行曝光从第一行开始曝光，一个行周期之后第二行才开始曝光。依次类推，经过 N-1 行后第 N 行开始曝光。第一行曝光结束后开始读出数据，读出一行需要一行周期时间（含行消隐时间）。至第一行完全读出后，第二行刚好开始读出，依次类推，当第 N-1行读完后，第 N行开始读出，直到整幅图像完全读出。
+卷帘式曝光 sensor 实现如下图所示。逐行曝光从第一行开始曝光，一个行周期之后第二行才开始曝光。依次类推，经过 N-1 行后第 N 行开始曝光。第一行曝光结束后开始读出数据，读出一行需要一行周期时间（含行消隐时间）。至第一行完全读出后，第二行刚好开始读出，依次类推，当第 N-1行读完后，第 N行开始读出，直到整幅图像完全读出。[[File:Rolling shutter mode new.png|alt=Rolling shutter mode|center|thumb|800x800px|Rolling shutter mode|link=http://wiki.veye.cc/index.php/File:Rolling_shutter_mode_new.png]]<br />
-逐行曝光的 sensor 技术难度较全局曝光sensor 低，价格便宜，且分辨率较大，对于一些静态或者慢速物体拍摄是不错的选择。[[File:Rolling shutter mode new.png|alt=Rolling shutter mode|center|thumb|800x800px|Rolling shutter mode|link=http://wiki.veye.cc/index.php/File:Rolling_shutter_mode_new.png]]<br />
 =====全局曝光=====
 全局曝光sensor实现如下图所示，sensor的所有行同时开始曝光，并同时结束曝光，在曝光结束后，sensor将所有电子从感光区转到存储区，之后逐行的读出像素数据。 这样曝光的好处是拍摄运动物体时图像不会出现偏移和歪斜。[[File:Global shutter mode new.png|alt=|center|thumb|800x800px|Global shutter mode|link=http://wiki.veye.cc/index.php/File:Global_shutter_mode_new.png]]<br />
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 摄像机收到停止采集命令后，会完成当前正在传输的帧以确保帧完整性，然后停止输出图像并进入'''''standby状态'''''。注意，如果设置了触发多帧，并且还没有完成所有图像帧输出，则会打断触发过程。也就是说，停止采集操作只会保证当前帧的完整性，不保证整个触发周期的完整性。
+一般情况下，驱动会自动发送开始/停止采集命令，用户无需主动控制寄存器。
 相关命令：imgacq。
@@ Line 41: / Line 41: @@
 视频流模式下，摄像机会按照配置的分辨率和帧率，连续曝光并输出图像。同一个传感器，在不同的分辨率配置下，支持的最大帧率不同，请参考对应产品的datasheet。建议更改分辨率之后，通过maxfps功能获取支持的最大帧率。
-相关命令 ：workmode,,fps,maxfps。
+一般情况下，驱动会根据应用层程序配置videomode和fps，用户无需主动控制寄存器。
+相关命令 ：workmode,videomode,fps,maxfps。
 ====普通触发模式====
-普通触发模式下，建议将fps配置为maxfps值，以保证最大的触发信号响应能力。
 =====Rolling shutter（卷帘式曝光）=====
 本节适用型号：GX-MIPI-IMX662。
-对于rolling shutter的sensor，如IMX662,一个完整的图像帧需要两帧图像周期才可以完成从曝光到输出的过程。所以最大帧率为视频流模式的一半。
+对于GX-MIPI-IMX662，为了保证触发图像的效果一致性，一个完整的图像帧需要三帧图像周期才可以完成从曝光到输出的过程。所以最大帧率为视频流模式的三分之一。
-在普通触发模式下，针对rolling shutter的sensor，我们将两个连续帧周期称为一个'''''触发周期'''''。
+在此，我们将三个连续帧周期称为一个'''''触发周期'''''。
 普通触发模式下，如一次触发多帧，触发延迟作用在本次触发信号后，触发间隔和曝光延迟都在每一个'''''触发周期'''''前有效。
 下图以触发触发帧数设置为2为例：
+[[File:GX trigger timing.png|center|thumb|800x800px|GX trigger timing( Rolling shutter)]]
+<br />
+==== 同步模式（TBD） ====
+<br />
+====工作模式的切换====
+在运行中工作模式不可以任意时刻切换，必须要先停止采集，然后才能切换为新的工作模式。
+====触发源====
+摄像机支持软触发和硬触发两种触发源，这两种方式只是触发信号来源不同。触发延迟、曝光延迟、触发帧数、触发间隔等配置和功能完全一致。
+注意，触发源设置仅对普通触发模式和滚动快门多帧触发模式有效。
+相关命令：trgsrc。
+=====软触发=====
+通过i2c总线，向摄像机对应寄存器写入1，则进行了一次软触发。
+由于软件处理和i2c传输均存在一定的延时，因此软触发的及时性比硬触发要差，对及时性要求高的场合，建议采用硬触发。
+相关命令：trgone。
+=====硬触发=====
+硬触发模式下，摄像机通过采集TrigIN IO的电平变化获得触发信号。详情见IO控制章节。
+====触发统计====
+触发统计功能统计了总触发数量以及触发丢失的数量。
+总触发数量的定义：硬触发模式下，为经过触发过滤之后的触发数；软触发模式下，为所有触发数。
+当摄像机接收到硬触发或者软触发信号时，如果其正处于触发周期，将无法响应新的触发信号，此时会造成触发信号丢失。
+切换工作模式或者触发源，不会自动清空此统计。
+相关命令：trgcount，trgclr。