主頁（http://www.130131.com）：淺談DPS與CCD的寬動(dòng)態(tài)功能 寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)能解決應(yīng)用中所遇到的所有背光問題嗎? 在監(jiān)控?cái)z像機(jī)的使用中為了能看清楚同一個(gè)圖像里的明亮與暗淡的部分,背光補(bǔ)償技術(shù)被最先提出并應(yīng)用到了實(shí)際環(huán)境中,來解決這種問題.但這種技術(shù)只是部分解決了背光的情況,對(duì)于畫面整體的畫面明暗調(diào)節(jié)還是不能達(dá)到另人滿意的效果.而之后便又有了一種叫做寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的技術(shù)出現(xiàn),并試圖填補(bǔ)了背光補(bǔ)償技術(shù)針對(duì)明暗處理效果的不足,而實(shí)際用中這種技術(shù)也確實(shí)大大提高了攝像機(jī)對(duì)背光環(huán)境的適應(yīng)能力. 現(xiàn)在寬動(dòng)態(tài)技術(shù)能很好的解決畫面明暗之間的把反差問題.并廣泛的運(yùn)用于背光比較多的銀行ATM機(jī),大廳的服務(wù)窗口等經(jīng)常有強(qiáng)光直接影響的地方,這種能看清楚背光下的前景與背景的攝像機(jī)比起簡(jiǎn)單的背光補(bǔ)償功能是一個(gè)極大進(jìn)步. 然寬動(dòng)態(tài)技術(shù)出來了幾年后,隨著有了CCD和DPS兩種主流技術(shù)的相繼出現(xiàn).而且在實(shí)際的應(yīng)用過程中也有了背光補(bǔ)償不可取代的優(yōu)勢(shì)但是做為能將攝像機(jī)具有人眼功能的寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是怎樣以人眼的工作方式來適應(yīng)所有的背光環(huán)境的呢,它有沒有其不可避免的局限性呢? 寬動(dòng)態(tài)的特色 DPS寬動(dòng)態(tài)目前以最大120Db的動(dòng)態(tài)范圍一直被看做是未來寬動(dòng)態(tài)發(fā)展的重要趨勢(shì).其最大的特點(diǎn)就是每個(gè)像素能夠控制其多次采樣和曝光的能力與時(shí)間.就像人的眼晴一樣,能根據(jù)自己想看的事物光線的強(qiáng)弱調(diào)節(jié). 寬動(dòng)態(tài)在實(shí)際應(yīng)用中的效果如下
傳統(tǒng)CCD攝像機(jī)單次采樣曝光的圖像
DPS攝像機(jī)逐點(diǎn)采樣多次曝光的圖像 寬動(dòng)態(tài)的發(fā)展歷史 CCD成像器件在上世紀(jì)60年代初開始應(yīng)用，現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展的已經(jīng)非常成熟。從數(shù)碼相機(jī)、監(jiān)控?cái)z像機(jī)到專業(yè)廣播級(jí)攝像機(jī)大部分在使用CCD。但在廣播級(jí)攝像機(jī)世界排名首位的池上公司新推出的廣播級(jí)高清硬磁盤攝錄一體機(jī)是采用2/3英寸3CMOS成像的，各項(xiàng)指標(biāo)都不低于CCD攝像機(jī)。在監(jiān)控行業(yè)一直是CCD攝像機(jī)的天下，但近兩年DPS成像技術(shù)的寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)漸漸進(jìn)入人們的視線。從原理上講，CCD寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)是采用2次曝光技術(shù)進(jìn)行DPS處理，而DPS(Digital Pixel System)數(shù)字成像系統(tǒng)，是每個(gè)像素點(diǎn)將光信號(hào)直接轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)，每個(gè)像素點(diǎn)根據(jù)射入光線的亮度計(jì)算曝光時(shí)間，它的寬動(dòng)態(tài)范圍可以達(dá)到120dB 。從原理上講DPS技術(shù)更先進(jìn)，它能像人的眼睛所具有的寬動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能。雖然它剛剛投入商業(yè)運(yùn)作才兩三年，芯片組從D1000、D1500、D2000到D2500幾種，圖像清晰度從480線提升到540線，最低照度從1.0Lux/F1.2,到0.5Lux/F1.2，但已經(jīng)在寬動(dòng)態(tài)方面顯示出優(yōu)異的性能。由于CCD在原理上的局限性，在寬動(dòng)態(tài)技術(shù)上不可能有很大的發(fā)展，而DPS技術(shù)還處于年輕的發(fā)展期，因此在寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的照度上，還達(dá)不到很好的指標(biāo)，在光線很強(qiáng)的白天，寬動(dòng)態(tài)效果很好，在光線較暗的時(shí)候，寬動(dòng)態(tài)效果不明顯。但隨著DPS技術(shù)的發(fā)展，它的全項(xiàng)指標(biāo)將趕超CCD，將逐漸接近人眼的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，而寬動(dòng)態(tài)功能也將成為攝像機(jī)必備的基本功能。 其優(yōu)勢(shì)在哪,缺點(diǎn)在哪? 那寬動(dòng)態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)在哪里呢?我們先從寬動(dòng)態(tài)的概念來認(rèn)識(shí)它. 什么叫寬動(dòng)態(tài)?簡(jiǎn)單地說寬動(dòng)態(tài)就是場(chǎng)景中特別亮的部位和特別暗的部位同時(shí)都能看得特別清楚。寬動(dòng)態(tài)范圍是圖像能分辨最亮的亮度信號(hào)值與能分辨的最暗的亮光信號(hào)值的比值。 寬動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)方式以“倍數(shù)”或“dB”來表示，在以100IRE為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，換算公式：N dB=20log(V2/V1)。普通攝像機(jī)(稱V1)的寬動(dòng)態(tài)值為10dB ,如寬動(dòng)態(tài)為48 dB ，與普通攝像機(jī)之間的差為38 dB，V2/V1=80，說明與普通攝像機(jī)寬動(dòng)態(tài)差為80倍，松下第三代寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)是54 dB，V2/V1=160倍。 池上ISD-A10攝像機(jī)典型動(dòng)態(tài)范圍95 dB，V2/V1=17782倍，最大寬動(dòng)態(tài)范圍120dB，V2/V1=316227倍。 從“倍數(shù)”上看，采用Pixim DPS技術(shù)的攝像機(jī)，寬動(dòng)態(tài)范圍要比CCD寬動(dòng)態(tài)范圍有極大的提高。 對(duì)于DPS技術(shù)，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的光線都可以優(yōu)化曝光，每一幀數(shù)據(jù)讀取時(shí)間只需0.8毫秒(傳統(tǒng)CCD技術(shù)則需數(shù)十毫秒)，這樣系統(tǒng)可以對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行多次單獨(dú)采樣;而成像系統(tǒng)控制著每個(gè)像素的最佳采樣時(shí)間，在每個(gè)像素達(dá)到最佳狀態(tài)時(shí)存儲(chǔ)像素信息。在所有像素被采集后，系統(tǒng)再對(duì)其進(jìn)行處理，最終形成高質(zhì)量的圖像。即使在最苛刻的光照條件下，也可捕捉到清晰、逼真的圖像，再也不會(huì)因?yàn)殛幱啊⒀９�、反射和太陽光而使圖像發(fā)暗或被破壞。
DPS攝像機(jī)工作原理圖 采用傳統(tǒng)CCD圖像傳感器的攝像機(jī)在采集一幅圖像的過程中只對(duì)整個(gè)圖像采樣一次，必然會(huì)出現(xiàn)對(duì)整個(gè)圖像中明亮的區(qū)域過度曝光，或較暗的區(qū)域欠曝光的現(xiàn)象。CCD寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是采用特殊DSP(數(shù)字信號(hào)處理)電路，對(duì)明亮部分進(jìn)行最合適的快門速度曝光，然后再對(duì)暗的部分用最合適的快門速度曝光，然后將兩個(gè)圖像進(jìn)行DSP處理重新組合，使明亮的部分和暗的部分可以看得清楚。由于CCD的感光特性所限制，在技術(shù)上很難在有重大突破，有的CMOS技術(shù)已經(jīng)達(dá)到160dB,可以說未來的監(jiān)控?cái)z像機(jī)屬于寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)屬于CMOS 。 雖然DPS寬動(dòng)態(tài)技術(shù)比CCD有更大范圍.其完全不同的明音處理方式是CCD所無法達(dá)到的.可是DPS寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是基于CMOS圖像成像器件,其最大的缺點(diǎn)就是照度不是很低,只要是在光線偏暗的環(huán)境就能出現(xiàn)明顯的噪點(diǎn).讓使用者難以看到陽光充足時(shí)的完美圖片了.而CCD在這方面卻比CMOS要表現(xiàn)優(yōu)秀,可是CCD由于是采用雙速成像的原理.其處理后的畫質(zhì)遠(yuǎn)比不上DPS技術(shù)寬動(dòng)效果來得逼真.其實(shí)CCD寬動(dòng)態(tài)功能實(shí)際上是一種背光補(bǔ)償?shù)纳?jí)版.在提高前景亮度時(shí)背景甚至整個(gè)畫面的亮度也就不可必免的也變亮了.所以在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于有寬動(dòng)態(tài)的功能的針孔攝像機(jī)對(duì)這種受這種因素的影響非常大,而安裝人員往往只能通過另調(diào)安裝角度盡量避開強(qiáng)光的干擾.所以寬動(dòng)態(tài)技術(shù)也并不能完全解決我們使用中所遇到的所有背光情況.
寬動(dòng)態(tài)中的噪音如何消除----數(shù)字降噪技術(shù)是真實(shí)有用還是只是個(gè)噱頭
|
