主頁（http://www.130131.com）：寬動態(tài)，讓攝像機不再懼怕明暗反差

在一些明暗反差過大的場合，一般的攝像機由于CCD的感光特性所限制，攝取的圖像往往出現(xiàn)背景過亮或前景太暗的情況。針對這種情況，寬動態(tài)技術應運而生，較好地解決了這一問題。而在此之前，傳統(tǒng)的攝像機一般會采取背光補償功能來適應光線反差大的場合。

    常規(guī)攝像機視場中的物體在亮度較高的背景光時，需要看門口或窗外的物體，通常采用中央背光補償(BLC)模式，它主要是靠提升視場中央部分的亮度、降低視場四周部分的亮度來達到看清位于中央位置內物體的目的。背光補償是把畫面分成幾個不同的區(qū)域，每個區(qū)域分別曝光。而寬動態(tài)這一技術是同一時間曝光兩次，一次快，一次慢，再進行合成使得能夠同時看清畫面上亮與暗的物體。

    雖然二者都是為了克服在強背光環(huán)境條件下，看清目標而采取的措施，但背光補償是以犧牲畫面的對比度為代價的，所以從某種意義上說，寬動態(tài)技術是背光補償?shù)纳�級�?

從一代到三代：寬動態(tài)范圍不斷提高
    1997年，松下首推第一代寬動態(tài)攝像機，而到了去年4月，又推出了第三代超級動態(tài)攝像機，包括槍機和快球型一體化兩種機型，這又一次樹起了安防業(yè)內寬動態(tài)攝像機的風向標。

    寬動態(tài)攝像機經歷了從第一代到第三代的發(fā)展歷程，并在這兩年逐漸成熟起來。據(jù)廣州市偉昊科技電子有限公司的工程師周海艦介紹，第一代超動態(tài)技術的核心是采用了新型的雙速CCD圖像傳感器，能在同一時間對場景進行長短不同時間的曝光，形成2路信號在專用的圖像處理集成電路（mn67352）中進行信號分離及進行時間周期的變換并適當合成，再經適當?shù)募哟a校正、數(shù)模轉換，從而輸出擴展了40倍的動態(tài)范圍圖像。

    寬動態(tài)第二代技術在此基礎上進行了改進，其動態(tài)范圍可以比普通攝像機高出80倍。第二代仍利用了雙速CCD圖像傳感器并采用了數(shù)字信號處理技術，然后通過增強的數(shù)字處理技術提取兩幅畫面中圖像質量較好的部分加以合成，即可以得到清晰的畫面。

第二代寬動態(tài)技術做的技術改進有：
    采用了獨立的AGC電路和數(shù)字拐點電路，兩組AGC電路，可以獨立地對長時間曝光信號及短時間曝光信號分別處理并使其最佳化，避免S/N比降低問題。由于兩組AGC電路具有不同的起控點，因此在攝像機輸出特性曲線上出現(xiàn)了兩個拐點； 

    第二代超動態(tài)還增加了可辨識的灰度級層次，即對黑色參考電平使用階層式校正電路，并允許最低電平增益值可機動調整，利用正確的黑色參考電平可使圖像更加穩(wěn)定，也就是說，圖像最黑的部分會呈現(xiàn)應有的黑色；

    采用了先進的數(shù)字降噪電路、增益調整電路和數(shù)字濾波器，可將CCD的感光度提升12db，改善最低照度。相對于一般攝像機的3－100lux和第一代超動態(tài)3－3000lux的照度范圍，第二代達到了0.8－10000lux。

    以松下推出的第三代超級動態(tài)攝像機為例，該類攝像機采用了基于每個象素的160倍動態(tài)范圍技術，雙速CCD輸出信號動態(tài)范圍更大，DSP中采用“不分區(qū)域的（基于每個象素的）自然對比度圖像校正”技術，能根據(jù)各象素輸入信號電平，實現(xiàn)圖像的灰度優(yōu)化。

    一般來說，寬動態(tài)范圍達到了40倍以上就可以稱作寬動態(tài)攝像機了，除此之外，還有冠以超級動態(tài)、超寬動態(tài)等名稱的，但從產品指標參數(shù)來看，與一般的寬動態(tài)攝像機并沒有嚴格的劃分，只不過是叫法的不同。

    從了解的情況來看，各大廠家的寬動態(tài)技術各有不同：雙倍速CCD傳感器加上DSP芯片、普通CCD加上雙快門、DPS技術（以CMOS為基礎），還有VCOS超級動態(tài)技術。而目前主力研發(fā)寬動態(tài)攝像機的廠家基本上都有自己特有的寬動態(tài)技術，如松下的SD－Ⅲ技術、索尼的Dynaview技術、BOSCH的XF超動態(tài)功能、GE的XPosureTM技術……等。相對而言，國內很多廠家還缺乏這方面的實力，除此之外，開發(fā)芯片的能力也有限，所以現(xiàn)在市面上的國產寬動態(tài)攝像機有相當一部分都是貼牌生產的。據(jù)了解，松下、三星和索尼等少數(shù)廠家占據(jù)著寬動態(tài)攝像機的絕對市場份額。

    雖然各個廠家的寬動態(tài)技術有所不同，但大部分都發(fā)展到了第三代。而且總而言之，該類技術都是通過曝光合成來獲取圖像的，即被拍攝物體以正常速度曝光一次，再高速曝光一次，最后進行合成。另外還有的如JVC的產品是經過5次曝光，比兩次曝光的技術更接近圖像的實際，還原的效果也更理想。

    深圳市景陽科技有限公司的市場支持部副經理劉弋表示，不同廠家的寬動態(tài)攝像機除了前端的差異之外，后端芯片的選擇也會影響攝像機的圖像效果。例如BOSCH的技術支持工程師劉龍輝介紹，BOSCH已經推出了15bit的DSP。而據(jù)了解，這是目前DSP的最快速度，自然而然，15bit的DSP比10bit、12bit處理器的速度更高，圖像更精確，成像效果更理想。

    然而，偉昊的周工指出，寬動態(tài)攝像機畢竟是采用合成圖像，所以圖像的還原能力稍差，色彩容易失真，有的還有重影；在一些較差的照度環(huán)境，寬動態(tài)性能也不容易體現(xiàn)出來。另外，廣州利凌電子有限公司的市場經理馮筱羽還補充說，現(xiàn)在寬動態(tài)攝像機的清晰度仍不理想，例如同樣是480線，用戶會在感觀上覺得寬動態(tài)攝像機還不如普通攝像機清晰等等，這些都是目前仍需要解決的問題。

道路與銀行：寬動態(tài)攝像機的兩大主戰(zhàn)場
    由于傳統(tǒng)攝像機的動態(tài)范圍只有3∶1（3倍），如果把攝像機調節(jié)到看外面的人清楚，那么進來以后人在顯示器上就“黑”了；如果是要看清室內的人，那么室外的圖像則變“白”了，而在這種情況下，一臺寬動態(tài)攝像機就可以解決這樣的問題。目前，寬動態(tài)攝像機在銀行的大門口、高速公路收費站等領域的應用正在大幅提升。還有一些需要看清所有場景、安全等級要求高的場合也會對寬動態(tài)攝像機有一定的需求，例如監(jiān)控從室外進入室內的人員、鉆石廠監(jiān)視加工工作臺、銀行的柜臺以及大門口等�，F(xiàn)階段，道路與銀行是寬動態(tài)攝像機首先占領的兩處戰(zhàn)略要地。而接下來，發(fā)展較快的還有監(jiān)獄監(jiān)控和校園監(jiān)控等，例如廣州大學城就安裝了一批寬動態(tài)攝像機。

    在分析到目前寬動態(tài)攝像機的年需求量時，深圳市新望明洋電子技術有限公司的市場經理高享林表示，“寬動態(tài)攝像機的市場表現(xiàn)應該說是比較穩(wěn)定的，相比以前也不會太大的增長，如用于銀行方面的，因為其改造、擴建的市場比較穩(wěn)定，所以不會有太大幅度的增長。總的來說，寬動態(tài)攝像機每年出貨量可以保持在20-30萬只。”
(中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮)