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寬動態(tài)攝像機技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

閱讀：2006發(fā)布時間：2011-03-30

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　　在任何光線下，基于Pixim的攝像機比其他技術(shù)的攝像機拍攝出彩色逼真度更高的圖片。即使在典型（鎢燈）照明條件下,Pixim攝像機顯示更好的圖像質(zhì)量?；贑CD攝像機在白平衡和色彩準確有缺陷。注意Pixim攝像機得到所有細節(jié)彩色圖，襯衫上的細節(jié)和墻上圖像色彩準確度。
　　
　　六、寬動態(tài)攝像機的應(yīng)用
　　
　　目前監(jiān)控攝像機市場的寬動態(tài)攝像機種類繁多，很多產(chǎn)品已經(jīng)從*代發(fā)展到第三代，應(yīng)用范圍越來越廣和使用效果越來越好，如銀行和金融機構(gòu)的對外營業(yè)部門、高速公路收費站、賓館寫字樓及重要設(shè)施的出入口等光線變化大的場所。但現(xiàn)在很多寬動態(tài)攝像機使用合成技術(shù)，如果技術(shù)處理不到位將造成圖像還原能力差、色彩容易失真、圖像有雙影、清晰度達不到要求等現(xiàn)象。隨著CCD寬動態(tài)技術(shù)的發(fā)展和新的CMOS技術(shù)的應(yīng)用，攝像機制造商將為市場帶來更多更好的寬動態(tài)攝像機。
　　
　　在CCTV監(jiān)控系統(tǒng)中，前端攝像機占據(jù)著非常重要的位置。在選擇寬動態(tài)攝像機時，應(yīng)該從以下幾個方面著手：
　　
　　1、根據(jù)實際應(yīng)用場所和監(jiān)控目標，選擇參數(shù)、指標、功能要求的攝像機。
　　
　　2、通過樣品演示，核實標出的產(chǎn)品參數(shù)、指標、功能是否與產(chǎn)品一致，實測拍攝圖像的清晰度、寬動態(tài)效果、彩色還原是否真實。
　　
　　3、選擇可靠性高的攝像機。監(jiān)控系統(tǒng)建成后，若攝像機的質(zhì)量、可靠性不能保證，需要經(jīng)常維修、調(diào)整或運行一段時間圖像質(zhì)量下降、損壞，這些給用戶帶來的損失可能超過購買攝像機的費用。
　　
　　4、選擇好的攝像機應(yīng)該配好的鏡頭，這樣才能表現(xiàn)出的效果。
　　
　　PiximDPS技術(shù)的應(yīng)用無疑將給寬動態(tài)攝像機市場帶來活力，但真正能將該技術(shù)發(fā)揮得，還要看制造商的技術(shù)實力。就像很多生產(chǎn)廠家都可以用CCD器件生產(chǎn)攝像機，但技術(shù)上的還是幾家的制造商。
　　
　　以Ikegami池上ISD-A10攝像機為代表的Pixim芯片攝像機，其價格并不比傳統(tǒng)CCD攝像機高，在2005年底面市至今，經(jīng)過*范圍很多用戶長時間使用和觀察，得到廣泛的認可和好評。
　　
　　三、Pixim的DPS技術(shù)背景
　　
　　Pixim公司開發(fā)研制出一種優(yōu)于傳統(tǒng)CCD的有的DPS成像技術(shù)，它標志著圖像技術(shù)在基礎(chǔ)原理上的突破。DPS技術(shù)由美國斯坦福大學(xué)電子工程學(xué)教授AbbaselGamal與其帶領(lǐng)的博士研究生DavidYang（楊曉東）于1993年開發(fā)而成，后來被*給楊曉東博士于1999年創(chuàng)立的Pixim公司。自此以后,Pixim公司對DPS概念和技術(shù)申請了56項，其中42項已經(jīng)生效。
　　
　　DPS成像技術(shù)在視頻攝像捕捉和處理圖像過程中有著變革性的意義。采用該技術(shù)拍攝出高質(zhì)量的移動和靜止圖像*現(xiàn)有的其它技術(shù)。所謂DPS平臺,通過在一個優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi),將圖像捕捉和處理結(jié)合起來，Pixim的成像系統(tǒng)具有無可比性的功能。Pixim提供了完整的數(shù)字成像系統(tǒng)包括一個圖像傳感器、圖像處理器、攝像機參考設(shè)計方法,軟件和關(guān)鍵算法,使攝像機易于開發(fā)設(shè)計和形成高質(zhì)量、性能的攝像機。
　　
　　四、Pixim的DPS技術(shù)的基本原理
　　
　　DPS技術(shù)的核心發(fā)明是在每個象素點在捕捉圖像時將光信號轉(zhuǎn)換數(shù)字信號——由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換ADC（analog-to-digitalconverter）,這樣使信號衰減和色度亮度串擾降到zui小，使傳感器為每個像素提供*、獨立的曝光次數(shù)，一旦數(shù)據(jù)以數(shù)字形式被捕獲，多種多樣的數(shù)字信號處理技術(shù)被用于再現(xiàn)的圖像。即使在照明的條件下的高動態(tài)范圍場景，都能拍出還原準確的低噪波圖像。
　　
　　Pixim的DPS技術(shù)使用被稱為“多點采樣”的技術(shù)，這個技術(shù)用于收集信息，以實現(xiàn)高品質(zhì)的圖像和寬動態(tài)范圍。在一個單獨的捕獲畫面（在視頻中一般每秒50到60次），每個像素被獨立地?zé)o破壞性地多次取樣。成像系統(tǒng)決定*取樣時間和存儲像素信息在像素飽和前，并不再保留額外的電荷。在下面圖表中，亮的像素被存儲在時間軸T2，在它達到100%飽和前的zui近一次抽樣時間。
　　
　　暗的象素積累電荷更慢一點而且將用更多的時間直到它被取樣存儲在T6。每個象素捕捉到的存儲信息值（強度、時間、噪波彌補）被并行處理，然后轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的圖像。對比之下，其它技術(shù)每幀設(shè)定一個曝光時間，并同時對每個像素取樣，結(jié)果導(dǎo)致一些圖像的象素曝光不足（太暗了），還有一些像素曝光過度了（太亮了）。
　　
　　Pixim的*個基于DPS技術(shù)產(chǎn)品D2000視頻成像系統(tǒng)是由數(shù)字成像傳應(yīng)器和數(shù)字圖像處理器組成。數(shù)字成像傳應(yīng)器和數(shù)字圖像處理器很像人的眼睛和大腦，雙向?qū)崟r交互捕獲可能的zui高質(zhì)量的圖像。就像人走進了黑暗的房子，大腦指揮人的眼睛瞳孔去尋找光亮，數(shù)字圖像處理器載入新的編碼進入傳感器不僅改變曝光時間而且改變實際圖像捕捉計算方法。結(jié)果是在特別的圖像特性和光亮條件下，獲得*圖像。
　　
　　因為每一象素都有自己的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生的信息被獨立捕捉和處理，每一個象素在其攝像機內(nèi)都起到了作用。在圖像傳感器的象素排列位置上，每一個象素的曝光時間被調(diào)節(jié)去處理*的光條件?；贒PS系統(tǒng)平臺制造的一個攝像機實質(zhì)上都有成千上萬的獨立攝象單元，每個攝象單元機都盡可能的創(chuàng)作的圖像。這些圖像然后被結(jié)合起來創(chuàng)造一幀高質(zhì)量的視頻畫面或圖片。由于成象技術(shù)不斷向整個數(shù)字系統(tǒng)靠近，Pixim的DPS技術(shù)將會給高質(zhì)量的視頻攝像機和照相機提供圖像捕捉和處理基礎(chǔ)。

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