視頻監(jiān)控的革命——寬動態(tài)攝像機

時間：2006-04-11　來源：松下電器　作者：豆豆　點擊：次

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寬動態(tài)攝像機的問世
說到專業(yè)監(jiān)控用途的攝像機，其歷史可以追溯到1957年。從此前的歷史來看，監(jiān)控攝像機的技術提升主要取決于三項基本性能指標的提高，即圖像清晰度、靈敏度以及[寬動態(tài)范圍。關于圖像清晰度及照度，它們是隨著上世紀80年代前半期CCD攝像機的問世而飛速發(fā)展起來的。而為了更加接近人眼觀測的目標，許多廠商持續(xù)不斷地進行著研發(fā)工作，終于在1997年，松下電器成功開發(fā)出了能夠大幅提升寬動態(tài)范圍的技術，并將超級寬動態(tài)系列（第一代超級動態(tài)系列/WV-CP450系列和WV-CS650系列）推向了市場。
當人們在照度差非常明顯的場所進行監(jiān)控攝像機的使用時，例如在有室外光射入的室內(nèi)進行拍攝等情況下，會存在無法看清暗處，或者明亮的地方呈現(xiàn)全白這樣一些問題。而解決了這一問題的正是超級寬動態(tài)系列攝像機（圖1）。這種類型的攝像機能夠提供更加自然的畫質(zhì)，因此，推出不久即成為了業(yè)界的標準攝像機。

寬動態(tài)攝像機的發(fā)展
此后，根據(jù)顧客的需求，以松下電器為代表的一些廠商對超級寬動態(tài)攝像機實施了進一步的改善。1999年松下電器推出了第二代超級寬動態(tài)攝像機（SDII/WV-CP460系列/WV-CS850系列）。SDII的問世使得寬動態(tài)范圍得到了提高，并且擴充了產(chǎn)品陣容，寬動態(tài)范圍達到了以往攝像機的2倍，而在產(chǎn)品陣容上，除了槍機型攝像機以及室內(nèi)一體化攝像機之外，還有戶外專用的一體化攝像機、防破壞型攝像機、網(wǎng)絡攝像機等都采用了SDII技術。隨后，在2001年，松下電器又推出了具有彩色/黑白轉換功能的攝像機（WV-CP470）。
以WV-CP470的開發(fā)為起點，松下電器的第二代超級寬動態(tài)攝像機系列的研發(fā)工作在力求進一步提高動態(tài)范圍的同時，也向其他基本性能的提高以及智能化的方向邁出了一大步。2005年4月，第三代超級動態(tài)攝像機（SDIII/WV-CP480系列/WVPCS950系列）問世了，它不僅大幅提高了基本性能，而且還通過松下電器獨有的圖翊理技術，實現(xiàn)了攝像機的智能化功能?

技術發(fā)展歷程
超級寬動態(tài)攝像機的動態(tài)范圍之所以能夠提高，主要歸功于CCD和DSP的核心技術的發(fā)展。?貱CD的開發(fā)，使得通過單個CCD就能將1/50秒、以及高速1/4000的兩個快門速度的信號同時傳送到DSP當中。之后通過松下獨有的超級動態(tài)DSP，將長信號和短信號進行合成，傳輸出更加自然的畫質(zhì)（圖2、3）。提到高速的快門速度，在第一代時為1/2000秒，第二代就為1/4000秒，到了第三代則提高至1/8000秒。此外與不具備超級動態(tài)功能的攝像機相比，動態(tài)范圍由第一代的40倍一躍提升到第三代時的160倍。

在我們提到寬動態(tài)時，除了采用80倍、160倍這種表述之外，還會使用48dB、54dB這樣的說法。結論雖然是二者表述的為同一個意思，但若進行簡單解釋，則如下所述：
當以100IRE（IRE是表示電視信號振幅的單位，100IRE=700mV）作為標準時，普通的攝像機（稱為V1）的寬動態(tài)范圍是10dB。例如第二代超級寬動態(tài)攝像機（稱為V2）的寬動態(tài)范圍是48dB，則與普通攝像機之間的差異為38dB。
采用“N dB = 20log(V2/V1)”這一公式，則N = 38dB的時候，V2/V1 = 80。也就是說與普通攝像機的差為80倍。以此類推，第三代的超級動態(tài)范圍是54dB，套用該公式則可得出結果為160倍。
　　
先進功能
正如前面所述的那樣，去年開始銷售的第三代超級動態(tài)攝像機，其在基本性能的提高以及具備智能化功能這兩個方向上取得了巨大的技術發(fā)展。特別值得一提的有以下3點。

基于每個像素的160倍寬動態(tài)范圍
以往是將區(qū)域一分為四進行灰度等級計算，而在第三代超級動態(tài)攝像機中，則開發(fā)了可對應任意領域的超級動態(tài)技術，即能夠根據(jù)被拍攝物體的明亮程度對每一個像素進行灰度等級計算，并令圖像合成達到最優(yōu)化，從而對整個區(qū)域進行校正（圖4）。