寬動態(tài)攝像機 追求更高清圖像
閱讀：1875發(fā)布時間：2012-8-14
寬動態(tài)攝像機就是利用光照不同而照度比值的不同的原理，實現(xiàn)寬動態(tài)。寬動態(tài)攝像機可以在強烈的對比下應用，而寬動態(tài)攝像機的圖像輸出則會受影響?？梢姳彻庋a償是人們迫切需求的，這是的寬動態(tài)攝像機無疑擔當著重要的角色。
而我們常常聽說的動態(tài)范圍，當然也就是對監(jiān)控攝像機在可接受的zui亮與zui暗環(huán)境下的調(diào)整范圍。對于一臺具有寬動態(tài)能力的監(jiān)控攝像機來說，可調(diào)整的動態(tài)范圍越大，圖像所體現(xiàn)出的圖層也就越豐富、越清晰，而圖像的色彩空間也就變得更廣，這樣就意味著這臺攝像機所能夠適應的色差的能力越強。
當前，視頻監(jiān)控攝像機的鏡頭主要是CCD芯片和CMOS芯片構(gòu)成。因此，對于攝像機的寬動態(tài)工作原理來說，基本上也是基于這兩類鏡頭的技術特點展開。
1、CCD與微處理器技術
說到這類寬動態(tài)技術，我們首先給大家先簡單的介紹一下DSP微處理器。它是根據(jù)數(shù)字信號的處理特點，以及數(shù)字模型和算法等方面，綜合設計出的數(shù)字信號處理裝置。當DSP處理器與CCD芯片配合實現(xiàn)寬動態(tài)功能時。先由監(jiān)控攝像機對著亮區(qū)進行一次快速曝光拍攝，然后再對光線較暗的區(qū)域進行一次慢速曝光拍攝。進行完兩次拍攝之后，利用DSP*的圖像處理算法，將存在緩沖器中的兩幅度進行分類切割，爾后通過疊加與合成完成對圖片的亮暗調(diào)整。從而可以避免因光差過大而造成的曝光過度或者曝光不足，zui終實現(xiàn)整個畫面的成像清晰。盡管對于CCD芯片本身來說，它的低照度能力要明顯強于CMOS芯片，因而對于色差明顯的情況下有一定的自我調(diào)整能力。但是如果缺乏DSP技術的支持的話，在一些白平衡，靈敏度的細節(jié)處理上，還是有不小的差距的。
2、CMOS與數(shù)字像素處理技術
除了CCD芯片，CMOS芯片也是當前另一主要的鏡頭成像配置設備。與CMOS芯片相比，CCD芯片的優(yōu)勢在于有著更強的低照度能力。而CMOS芯片在畫質(zhì)清晰度的實現(xiàn)上，有著比CCD芯片更好的保證。因此，CMOS芯片在網(wǎng)絡監(jiān)控設備上有著更加普遍的應用。
而針對于這個特點，美國在上個世紀末研發(fā)了解決CMOS芯片寬動態(tài)問題的技術--DPS數(shù)字像素處理系統(tǒng)。與DSP技術處理方式不同的是，DPS技術在處理單幅圖片中亮區(qū)和暗區(qū)的能力上有著突出的表現(xiàn)，從而擺脫了DSP技術中通過亮暗合成的解決方式，保證了圖片的整體性。
從技術上來看，DPS技術采用每個像素單獨曝光和嵌入式處理器結(jié)合的控制技術，比CCD的兩次曝光有著更高的動態(tài)范圍，在色彩還原方面也更加的真實。
而從數(shù)值上來分析，DPS技術下的動態(tài)范圍相比于DSP技術也有著更高的表現(xiàn)。此外，應用DPS技術解決色差問題的監(jiān)控攝像機一般還都會在圖像傳感器的每個像素中加裝模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。這使得可以講光學信號隨時轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，可以說保障了圖像信號的真實性和完整性。降低了信號的衰減和干擾。
對于我們購買電子產(chǎn)品來說，通過機械的測算無疑是zui準確的一種驗證方法。但是在許多時候，我們幾乎不可能為了購買一套設備，而再去專為其配置一套專業(yè)驗證設備。因此，依靠周邊環(huán)境的特點以及對光照環(huán)節(jié)變化的觀察，再加上不同類型攝像機的比對，則可以幫助我們在性能分析上省去不少的麻煩。
首先，在了解監(jiān)控攝像機的寬動態(tài)性能時，挑選一個光線清晰的逆光場所，這里我們可以選擇安裝玻璃門的店鋪來做參考。在測試中，我們可以挑選一臺普通攝像機與一臺寬動態(tài)攝像機作對比，使他們同時逆光拍攝一個地點。一般情況下，普通攝像機會因為光線反差過大而難以清晰的顯示監(jiān)控內(nèi)的全部景象，即使啟用背光補償功能，也會因為光線的反差而造成遠近情景清晰度的差別。而寬動態(tài)攝像機則可以很好的避免這種情況，實現(xiàn)全監(jiān)控范圍的清晰，這方面顯示的差別還是很明顯的。另一方面，在夜晚的環(huán)境下將攝像機接受車燈的直接照射，通過觀察是否有豎線的出現(xiàn)，或者移動物體是否發(fā)虛，也都是觀測寬動態(tài)攝像機工作性能不錯的方式。
此外，在觀測過程中，通過對開機畫面穩(wěn)定時間的長短，也可以分析出寬動態(tài)芯片的處理速度。在我們選擇寬動態(tài)攝像機時，除了監(jiān)測寬動態(tài)的范圍之外，攝像機的清晰度，色彩還原度和操作性方面，也是需要我們在多次的模擬和對比之后做出判斷的主要方面。
作為一款非常實用的光線調(diào)整技術，寬動態(tài)功能在提升光照環(huán)境、擴展監(jiān)控范圍方面做出了非常大的貢獻。雖然在一些技術的應用上還有很多需要改進的地方，尤其在DPS的應用上更是存在靈敏度受影響的缺陷，但是作為光線調(diào)整技術中的一種，能一步實現(xiàn)如此大范圍的成像平衡已經(jīng)實屬不易
