主頁（http://www.130131.com）：寬動態(tài)攝像機(jī)分析

    隨著攝像機(jī)應(yīng)用場合的逐漸細(xì)化，在一些明暗反差較大的場合，寬動態(tài)攝像機(jī)得以大展拳腳。而近年來，隨著寬動態(tài)攝像機(jī)、超級動態(tài)攝像機(jī)、超寬動態(tài)攝像機(jī)等名詞的頻頻出現(xiàn)，寬動態(tài)攝像機(jī)也讓人不再陌生。但伴隨攝像機(jī)微利時代的到來，定位高端的寬動態(tài)攝像機(jī)該如何應(yīng)對？寬動態(tài)技術(shù)自身的瓶頸又該如何去解決？寬動態(tài)的出路又在何方？

    借此機(jī)會，本專題將與您詳細(xì)探討寬動態(tài)攝像機(jī)的最新發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)熱點(diǎn)、未來趨勢和前景等問題，希望能引起大家的共鳴和對寬動態(tài)攝像機(jī)發(fā)展的一些思考。

明暗強(qiáng)烈對比下的“鷹眼”解讀寬動態(tài)攝像機(jī)
    隨著監(jiān)控系統(tǒng)的日漸普及，攝像機(jī)已經(jīng)在各個領(lǐng)域中擔(dān)任重要角色，為社會治安保駕護(hù)航。而攝像機(jī)在被廣泛應(yīng)用的同時，也遇到了一個難以跨越的障礙——強(qiáng)光。常規(guī)攝像機(jī)視場中的物體在有亮度較高的背景光情況下，如當(dāng)戶外陽光強(qiáng)烈時監(jiān)看門口或窗外的物體，因被拍攝的主體目標(biāo)后面有非常亮的背景或一個亮點(diǎn)光源，而導(dǎo)致攝像機(jī)輸出的圖像出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度顯現(xiàn)為白色、黑暗區(qū)域因曝光不足而成為黑色。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)普通攝像機(jī)對單一圖像中最亮和最暗部分的平衡調(diào)整能力非常有限，一般是以攝取進(jìn)來的所有光線的平均值為基準(zhǔn)，并決定曝光等級，因此經(jīng)常使得監(jiān)控畫面僅僅只能看到圖像的輪廓，色彩層次感也不突出。為了克服這個問題，一種稱為背光補(bǔ)償（BLC）的方法通過加權(quán)的區(qū)域理論被廣泛使用在多數(shù)攝像機(jī)上。采用中央背光補(bǔ)償（BLC）模式，其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(dá)到看清位于中央位置內(nèi)物體的目的。但是在這種情況下攝像機(jī)無法同時看清前場景與后場景內(nèi)的目標(biāo)，而使用寬動態(tài)（WDR）范圍工作模式則能在很大程度上解決這一矛盾。它首先對明亮區(qū)域的被攝物體用最合適的快門速度進(jìn)行曝光，然后再對陰暗區(qū)域的被攝物體用最適合的快門速度進(jìn)行曝光，最后將兩個圖像用DSP數(shù)字信號處理芯片，將捕捉到的兩幅圖像重新組合在一張圖像上，使其擴(kuò)大了可能處理的動態(tài)范圍，讓明亮區(qū)域和陰暗區(qū)域的被攝物體都可以看得清楚。

    由此我們可以看到，在強(qiáng)背光環(huán)境下，背光補(bǔ)償是以犧牲畫面的對比度為代價(jià)的，相較之，寬動態(tài)技術(shù)在某種意義上而言，其實(shí)是對背光補(bǔ)償技術(shù)的改良和升級。

技術(shù)篇
DSP技術(shù) PK DPS技術(shù)
    據(jù)了解，寬動態(tài)技術(shù)大約出現(xiàn)在1997年，天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司產(chǎn)品經(jīng)理葉韶光介紹：“寬動態(tài)最早是松下公司提出的技術(shù)，主要是為了把明暗環(huán)境的圖像同時清晰地表現(xiàn)出來，從最早的單CCD雙快門、雙CCD到現(xiàn)在的DPS技術(shù)，寬動態(tài)的發(fā)展速度確實(shí)很快�！�

    去年4月，松下推出了其第三代超級動態(tài)攝像機(jī)，又一次成為寬動態(tài)攝像機(jī)行業(yè)中的領(lǐng)頭羊。松下電器（中國）有限公司技術(shù)工程師王鵬宇對第三代寬動態(tài)攝像機(jī)在技術(shù)上的創(chuàng)新，作了以下闡述：“以松下為例，前幾代的寬動攝像機(jī)的圖像是分成幾個區(qū)域，進(jìn)行對比度圖像校正的，而第三代的SD-Ⅲ技術(shù)則采用了每個像素的160倍動態(tài)范圍技術(shù)，雙速CCD輸出信號動態(tài)范圍更大，DSP中采用基于每個像素不分區(qū)域的自然對比度圖像校正技術(shù)，能根據(jù)各像素輸入信號電平，實(shí)現(xiàn)圖像的灰度優(yōu)化。同時，第三代寬動態(tài)攝像機(jī)還增加了其他的功能，諸如動態(tài)范圍調(diào)整、智能處理技術(shù)、自動數(shù)字降噪、圖像穩(wěn)定技術(shù)等�！�

    隨后，盡管各個廠家的寬動態(tài)技術(shù)有所不同，但大部分也都發(fā)展到了第三代。廣州瀚祺電子科技有限公司技術(shù)總工程師占爭榮說：“第二代寬動態(tài)我們一般定義48dB，也是說動態(tài)范圍是普通攝像機(jī)的80倍，而第三代寬動態(tài)達(dá)到了52dB以上，以就是說動態(tài)范圍是普通攝像機(jī)的128倍以上。同時第三代寬動態(tài)在圖像的靈敏度、分辨率上都有了很大的提高，第二代寬動態(tài)的攝像機(jī)大多只是在480線左右，而第三代寬動態(tài)的攝像機(jī)的分辨率都普遍在520線以上，其最低照度也有了很明顯的提高。”

    目前，景陽集團(tuán)與美國PIXIM公司合作開發(fā)的第一代運(yùn)用DPS技術(shù)的寬動態(tài)攝像機(jī)，深圳市景陽智能科技有限公司總工程師張波介紹：“目前看來以CCD為代表的寬動態(tài)攝像機(jī)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三代，但其工作原理上沒有質(zhì)的改變。而DPS技術(shù)，是一種不同于CCD、COMS的全新數(shù)字圖像處理和成像技術(shù)。DPS能節(jié)省無效的傳輸轉(zhuǎn)換，降低了噪音和衰減。同時，還可對每個像素進(jìn)行多次單獨(dú)無損失采樣，并在像素達(dá)到飽和、無法保持更多電荷之前存儲像素信息。并對存儲信息值（亮度、時間、噪聲偏移）進(jìn)行并行處理，轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量圖像。同時，每個像素的曝光時間都經(jīng)過調(diào)節(jié)，以適應(yīng)圖像傳感器陣列中該像素所在位置獨(dú)特的光照條件�！�

    筆者在采訪中還了解到，目前國內(nèi)一部分?jǐn)z像機(jī)制造廠商已開始采用DPS技術(shù)，且有不錯的市場反響，相信在以后的市場檢驗(yàn)中會逐漸彰顯出它的魅力。一些業(yè)內(nèi)人士也表示，DPS作為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的出現(xiàn)，必將對以DSP攝像機(jī)為主導(dǎo)的監(jiān)控領(lǐng)域造成沖擊，可預(yù)計(jì)在不久的將來，寬動態(tài)攝像機(jī)市場會面臨DSP和DPS兩種傳感技術(shù)的競爭，動態(tài)范圍也勢必不斷擴(kuò)大，讓技術(shù)得到不斷的提升。

核心技術(shù)難掌握 自身技術(shù)待提升
    寬動態(tài)攝像機(jī)在逐漸走向成熟的同時，其自身的弱點(diǎn)和技術(shù)上的瓶頸也日益突顯出來。長期以來，應(yīng)用于安防市場上的中、高端攝像機(jī)大多是來自日本、韓國、歐美等知名廠商的品牌，這主要得益于其掌握有攝像機(jī)的核心技術(shù)，如關(guān)鍵芯片CCD用的大都是日本廠商SONY、SHARP和Panasonic等。由于國外廠商自身擁有的關(guān)鍵技術(shù)，加上對技術(shù)開發(fā)的投入力度都相當(dāng)大，新產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快，因而搶占了很大部分的市場分額。廣州瀚祺占爭榮就表示：“目前，國內(nèi)具備開發(fā)寬動態(tài)的廠家并不多，真正具有寬動態(tài)的攝像機(jī)也不是很多，很多廠商所說的寬動態(tài)之類的實(shí)際上僅是一個背光補(bǔ)償?shù)纳�級，并不是真正意義上的寬動態(tài)�！�

    而在影像處理技術(shù)上，由于寬動態(tài)技術(shù)采用的是圖像合成技術(shù)，使得圖像還原能力稍差，色彩也容易失真，若處理不好，有時還會產(chǎn)生重影現(xiàn)象。同時，一些廠商還表示，部分寬動態(tài)攝像機(jī)在480線的狀態(tài)下，其在清晰度上也還有待進(jìn)一步的提高。三立視頻科技（深圳）有限公司市場部工程師張治國就此類瓶頸提供了一些改良辦法：在圖像清晰度上，可以由目前的兩次曝光、一次處理，提高為兩次曝光、多次處理，通過DSP處理芯片，在處理軟件上下工夫，提高技術(shù)，增加幾次處理，這樣能更接近圖像的實(shí)際，還原效果也更理想。但他也表示，這也僅僅是改善而已，清晰度和圖像還原能力還是寬動態(tài)攝像機(jī)的主要制約因素。
(中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)