主頁（http://www.130131.com）：淺議寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)技術(shù)及功能 本文著重從寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的發(fā)展背景出發(fā)，介紹了背光補(bǔ)償技術(shù)、兩種不同的寬動(dòng)態(tài)技術(shù)比較以及寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的幾種主要功能。為讀者們提供了一個(gè)系統(tǒng)的寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的技術(shù)理論和發(fā)展情況。 現(xiàn)在寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)已不是新鮮的事物，早在十年前，松下就研制出了第一代寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)。到2005年，松下推出了第三代寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，高達(dá)160倍的寬動(dòng)態(tài)范圍，從而在真正意義上實(shí)現(xiàn)了寬動(dòng)態(tài)效果。 在監(jiān)控?cái)z像機(jī)的應(yīng)用過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)明暗反差較大或逆光的場(chǎng)景。在同一位置往往會(huì)面臨多種照明條件，很多地方照明分為日光和人工照明的混合光，并在不同時(shí)段下出現(xiàn)明暗反差非常大或者說強(qiáng)背光的情況，如在銀行的儲(chǔ)蓄所、出入口等處，因?yàn)閺拇巴馍淙氲膹?qiáng)光都可能對(duì)當(dāng)時(shí)室內(nèi)外場(chǎng)景的捕獲造成困難，不能同時(shí)將反差很大的室內(nèi)外場(chǎng)景清晰地拍攝下來。 普通攝像機(jī)由于受CCD感光特性所限制，拍攝的圖像會(huì)出現(xiàn)背景清晰前景過暗的情況，效果不理想。一個(gè)普通攝像機(jī)只有一個(gè)快門速度選擇，其取所有進(jìn)入CCD光線亮度的平均值決定曝光等級(jí)，普通的攝像機(jī)在采集圖像信號(hào)后，根據(jù)畫面的整體亮度對(duì)畫面進(jìn)行一個(gè)自動(dòng)增益調(diào)整。這不是一個(gè)理想的辦法，當(dāng)快門速度增加的時(shí)候，光圈被關(guān)閉導(dǎo)致主要目標(biāo)變得太黑而看不見。這種情況在同一幅畫面明暗對(duì)比很強(qiáng)烈時(shí)，會(huì)出現(xiàn)無法控制合適的曝光速度，導(dǎo)致畫面背景明亮前景發(fā)黑的情況。 背光補(bǔ)償技術(shù)
自寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的出現(xiàn)較好地解決了以上述問題。寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)（不管是采用DSP技術(shù)的CCD攝像機(jī)，還是采用DPS技術(shù)的CMOS攝像機(jī)）采用了先進(jìn)的寬動(dòng)態(tài)圖像傳感器和圖像處理技術(shù)，視頻傳感器在曝光周期內(nèi)對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)的采光進(jìn)行多次取樣，不僅記錄每個(gè)像素的采光總量，也計(jì)算采光的變化速率，對(duì)每個(gè)像素的曝光處理可以達(dá)到更寬的動(dòng)態(tài)范圍。
寬動(dòng)態(tài)技術(shù)并不是CCD攝像機(jī)獨(dú)有的，由于CCD的感光特性限制，在技術(shù)上很難再有重大突破，而CMOS寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)將會(huì)有突出的表現(xiàn)，可以說未來的監(jiān)控?cái)z像機(jī)都會(huì)有寬動(dòng)態(tài)功能，而寬動(dòng)態(tài)技術(shù)將屬于CMOS。 其中以Pixim公司最新出來的基于CMOS技術(shù)的DPS圖像拾取系統(tǒng)最為突出。此系統(tǒng)可以通過其超強(qiáng)的寬動(dòng)態(tài)功能來獲得高質(zhì)量的圖像。可以達(dá)到比CCD更真實(shí)、更清晰的圖像。在動(dòng)態(tài)范圍上，DPS采用的單一像素曝光和ARM7控制技術(shù)，相比于CCD的兩次曝光成像有了更高的動(dòng)態(tài)范圍。從數(shù)值上來說，采用DPS技術(shù)的攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍可到達(dá)95dB，最高可至120dB。在擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，DPS也解決了CCD傳感器在處理動(dòng)態(tài)范圍和色彩真實(shí)性上的不足，其色彩還原性更加真實(shí)，完全能夠滿足不同條件下不同用戶的要求。 DPS技術(shù)的核心是在每個(gè)像素點(diǎn)在捕捉圖像時(shí)即將光信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)——由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換ADC(analog-to-digital converter),這樣使信號(hào)衰減和色度亮度串?dāng)_降到最小，使傳感器為每個(gè)像素提供最佳、獨(dú)立的曝光次數(shù)，一旦數(shù)據(jù)以數(shù)字形式被捕獲，多種多樣的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可被用于圖像再現(xiàn)。即使在極端照明的條件下都能拍出還原準(zhǔn)確、低噪聲的圖像。 Pixim的DPS技術(shù)使用被稱為“多點(diǎn)采樣”技術(shù)，在一個(gè)單獨(dú)的捕獲畫面，每個(gè)像素被獨(dú)立地?zé)o破壞性地多次取樣。成像系統(tǒng)決定最佳取樣時(shí)間和存儲(chǔ)像素信息。每個(gè)像素捕捉到的存儲(chǔ)信息值（強(qiáng)度、時(shí)間、噪波彌補(bǔ)）被并行處理，然后轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的圖像。對(duì)比之下，其它技術(shù)每幀設(shè)定一個(gè)曝光時(shí)間，并同時(shí)對(duì)每個(gè)像素取樣，結(jié)果導(dǎo)致一些圖像的像素曝光不足，還有一些像素曝光過度了。 因?yàn)镻ixim的DPS技術(shù)的每一像素都有自己的模擬——數(shù)字轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生的信息被獨(dú)立捕捉和處理，每一個(gè)像素在其攝像機(jī)內(nèi)都起到了作用。在圖像傳感器的像素排列位置上，每一個(gè)像素的曝光時(shí)間被調(diào)節(jié)去處理獨(dú)特的光條件�；贒PS系統(tǒng)平臺(tái)制造的一個(gè)攝像機(jī)實(shí)質(zhì)上都有成千上萬個(gè)獨(dú)立攝像單元，每個(gè)攝像單元都盡可能創(chuàng)作出最好的圖像。這些圖像然后被結(jié)合起來創(chuàng)造一幀高質(zhì)量的視頻畫面。 寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的主要功能 |
