主頁(yè)（http://www.130131.com）：5種擴(kuò)展CMOS攝像機(jī)動(dòng)態(tài)范圍的比較及其測(cè)量方法(3)

　　動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展比率(dB)=20 log (L3 / L4) (3)

　　這種方法雖算出動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展值，但完全忽略了成像器捕捉中間色調(diào)的能力。JEITA方法并沒(méi)有克服兩次曝光CCD傳感器的主要缺陷，因該方法只關(guān)注于對(duì)較高和較低色調(diào)范圍以?xún)?nèi)的不同灰階值的區(qū)分。

　　JEITA方法的缺陷是：所有的測(cè)試裝置都無(wú)明確指定;沒(méi)有指明怎樣放置照明設(shè)備，使用何種類(lèi)型的光線，甚至沒(méi)有說(shuō)明如何準(zhǔn)確衡量照明強(qiáng)度。這意味著，實(shí)驗(yàn)裝置和測(cè)量條件的變化都會(huì)影響最終的測(cè)量結(jié)果。值得注意的是，JEITA方法測(cè)量的是動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展值，而不是總體的測(cè)量范圍，因?yàn)樵摲椒ú⑽粗该魅绾未_定基準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍或總體動(dòng)態(tài)范圍。

　　Pixim 的動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量方法

　　為消除上面的缺陷，讓測(cè)量實(shí)驗(yàn)具有可重復(fù)性，使得在測(cè)量過(guò)程中可對(duì)所有色調(diào)級(jí)別同時(shí)進(jìn)行觀察和比較，Pixim使用一套定制的儀器裝置來(lái)測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍。該套裝置包含一個(gè)燈箱，它使用 700 瓦的白熾燈光對(duì)透光步進(jìn)卡進(jìn)行背光投射。測(cè)量使用的步進(jìn)式光楔均由 Sine Patterns LLC 公司生產(chǎn)，兩個(gè)光楔重疊在一起最高可測(cè)量ND 值為 0.1到 6.1或大約 120 分貝的密度范圍。

　　要在監(jiān)視器或打印文檔中準(zhǔn)確顯示很寬的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景并不易，但圖5顯示Pixim Digital Pixel System技術(shù)良好地捕捉到超寬動(dòng)態(tài)圖像。

圖5  使用 Pixim's Digital Pixel System 技術(shù)拍攝的超寬動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景

　　圖6顯示了使用兩次曝光方法的 CCD攝像機(jī)機(jī)拍攝的同一圖片。請(qǐng)注意，盡管該相機(jī)自稱(chēng)具有很高的動(dòng)態(tài)范圍，我們還是可以從圖片中場(chǎng)景高亮部分的暈光現(xiàn)象和中間色調(diào)的串色現(xiàn)象看出其明顯的局限性。另外，就對(duì)中間色調(diào)的響應(yīng)來(lái)說(shuō)，該相機(jī)的響應(yīng)過(guò)于平乏，與 Pixim 相機(jī)單調(diào)分明的響應(yīng)相比，誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣一看便知。

圖6  用兩次曝光 CCD 傳感器拍攝的同一圖片

　　影響圖像傳感器對(duì)灰階響應(yīng)的相同因素也會(huì)影響傳感器在實(shí)際場(chǎng)景中拍攝色彩細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)度。這一點(diǎn)可從圖7的對(duì)比中得到印證。圖7表示使用兩次曝光技術(shù)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的Panasonic的CCD寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)與CMOS-DPS攝像機(jī)拍攝圖像的對(duì)比。顯然，CCD寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)所攝畫(huà)面蒼白，其色彩精準(zhǔn)度和圖像質(zhì)量大打折扣。

圖7  采用兩次曝光技術(shù)的 CCD 攝像機(jī)與CMOS-DPS攝像機(jī)拍攝圖像對(duì)比

　　結(jié)語(yǔ)

　　由上看出，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(shuō)未來(lái)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攝像機(jī)。