跳出局部虛幻 讓寬動(dòng)態(tài)告訴你如何清晰

　　隨著安防行業(yè)的不斷發(fā)展，監(jiān)控攝像機(jī)的應(yīng)用技術(shù)也在人們的廣泛需求中不斷的實(shí)現(xiàn)突破。在應(yīng)對(duì)低照度的環(huán)境拍攝中，從最初的黑白攝像機(jī)，再到后來(lái)的紅外支持，曝光補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)的應(yīng)用，都反映了用戶對(duì)于攝像機(jī)在不同光線下成像效果要求的不斷提高。但是，在一些光線反差較大的場(chǎng)景中，單純依靠傳統(tǒng)的曝光補(bǔ)償功能很容易造成局部環(huán)節(jié)成像的大量變色和失真。此外，由于背光補(bǔ)償是靠突出主要場(chǎng)景、弱化背景的模式進(jìn)行光照度的提升，這無(wú)疑給大范圍環(huán)境下的整體監(jiān)控帶來(lái)了很大的限制。因此，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)便在人們的期待和需求中應(yīng)運(yùn)而生。

　　何謂寬動(dòng)態(tài)？

　　所謂寬動(dòng)態(tài)，其實(shí)是監(jiān)控攝像機(jī)同時(shí)看清亮暗不同光照環(huán)境下的照度比值。是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。 當(dāng)在強(qiáng)光源照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對(duì)亮度較低的區(qū)域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，攝像機(jī)輸出的圖像會(huì)出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過(guò)度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。

　　而我們常常聽說(shuō)的動(dòng)態(tài)范圍，當(dāng)然也就是對(duì)監(jiān)控?cái)z像機(jī)在可接受的最亮與最暗環(huán)境下的調(diào)整范圍。對(duì)于一臺(tái)具有寬動(dòng)態(tài)能力的監(jiān)控?cái)z像機(jī)來(lái)說(shuō)，可調(diào)整的動(dòng)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(tái)攝像機(jī)所能夠適應(yīng)的色差的能力越強(qiáng)。

　　如何實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)

　　當(dāng)前，視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的鏡頭主要是CCD芯片和CMOS芯片構(gòu)成。因此，對(duì)于攝像機(jī)的寬動(dòng)態(tài)工作原理來(lái)說(shuō)，基本上也是基于這兩類鏡頭的技術(shù)特點(diǎn)展開。

　　CCD與微處理器技術(shù)

　　說(shuō)到這類寬動(dòng)態(tài)技術(shù)，我們首先給大家先簡(jiǎn)單的介紹一下DSP微處理器。它是根據(jù)數(shù)字信號(hào)的處理特點(diǎn)，以及數(shù)字模型和算法等方面，綜合設(shè)計(jì)出的數(shù)字信號(hào)處理裝置。當(dāng)DSP處理器與CCD芯片配合實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)功能時(shí)。先由監(jiān)控?cái)z像機(jī)對(duì)著亮區(qū)進(jìn)行一次快速曝光拍攝，然后再對(duì)光線較暗的區(qū)域進(jìn)行一次慢速曝光拍攝。進(jìn)行完兩次拍攝之后，利用DSP特有的圖像處理算法，將存在緩沖器中的兩幅度進(jìn)行分類切割，爾后通過(guò)疊加與合成完成對(duì)圖片的亮暗調(diào)整。從而可以避免因光差過(guò)大而造成的曝光過(guò)度或者曝光不足，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)畫面的成像清晰。盡管對(duì)于CCD芯片本身來(lái)說(shuō)，它的低照度能力要明顯強(qiáng)于CMOS芯片，因而對(duì)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(shù)的支持的話，在一些白平衡，靈敏度的細(xì)節(jié)處理上，還是有不小的差距的。

停車場(chǎng)的拍攝效果

　　CMOS與數(shù)字像素處理技術(shù)

　　除了CCD芯片，CMOS芯片也是當(dāng)前另一主要的鏡頭成像配置設(shè)備。與CMOS芯片相比，CCD芯片的優(yōu)勢(shì)在于有著更強(qiáng)的低照度能力。而CMOS芯片在畫質(zhì)清晰度的實(shí)現(xiàn)上，有著比CCD芯片更好的保證。因此，CMOS芯片在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備上有著更加普遍的應(yīng)用。

　　而針對(duì)于這個(gè)特點(diǎn)，美國(guó)在上個(gè)世紀(jì)末研發(fā)了解決CMOS芯片寬動(dòng)態(tài)問(wèn)題的技術(shù)--DPS數(shù)字像素處理系統(tǒng)。與DSP技術(shù)處理方式不同的是，DPS技術(shù)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(shù)中通過(guò)亮暗合成的解決方式，保證了圖片的整體性。從技術(shù)上來(lái)看，DPS技術(shù)采用每個(gè)像素單獨(dú)曝光和嵌入式處理器結(jié)合的控制技術(shù)，比CCD的兩次曝光有著更高的動(dòng)態(tài)范圍，在色彩還原方面也更加的真實(shí)。

　　而從數(shù)值上來(lái)分析，DPS技術(shù)下的動(dòng)態(tài)范圍相比于DSP技術(shù)也有著更高的表現(xiàn)。此外，應(yīng)用DPS技術(shù)解決色差問(wèn)題的監(jiān)控?cái)z像機(jī)一般還都會(huì)在圖像傳感器的每個(gè)像素中加裝模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。這使得可以講光學(xué)信號(hào)隨時(shí)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，可以說(shuō)保障了圖像信號(hào)的真實(shí)性和完整性。降低了信號(hào)的衰減和干擾。

　　關(guān)注寬動(dòng)態(tài)的簡(jiǎn)單鑒別

　　對(duì)于我們購(gòu)買電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，通過(guò)機(jī)械的測(cè)算無(wú)疑是最準(zhǔn)確的一種驗(yàn)證方法。但是在許多時(shí)候，我們幾乎不可能為了購(gòu)買一套設(shè)備，而再去專為其配置一套專業(yè)驗(yàn)證設(shè)備。因此，依靠周邊環(huán)境的特點(diǎn)以及對(duì)光照環(huán)節(jié)變化的觀察，再加上不同類型攝像機(jī)的比對(duì)，則可以幫助我們?cè)谛阅芊治錾鲜∪ゲ簧俚穆闊?/P>

地下車場(chǎng)是寬動(dòng)態(tài)常用領(lǐng)域

　　首先，在了解監(jiān)控?cái)z像機(jī)的寬動(dòng)態(tài)性能時(shí)，挑選一個(gè)光線清晰的逆光場(chǎng)所，這里我們可以選擇安裝玻璃門的店鋪來(lái)做參考。在測(cè)試中，我們可以挑選一臺(tái)普通攝像機(jī)與一臺(tái)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)作對(duì)比，使他們同時(shí)逆光拍攝一個(gè)地點(diǎn)。 一般情況下，普通攝像機(jī)會(huì)因?yàn)楣饩€反差過(guò)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(bǔ)償功能，也會(huì)因?yàn)楣饩€的反差而造成遠(yuǎn)近情景清晰度的差別。而寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)則可以很好的避免這種情況，實(shí)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(jī)接受車燈的直接照射，通過(guò)觀察是否有豎線的出現(xiàn)，或者移動(dòng)物體是否發(fā)虛，也都是觀測(cè)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)工作性能不錯(cuò)的方式。

　　此外，在觀測(cè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)開機(jī)畫面穩(wěn)定時(shí)間的長(zhǎng)短，也可以分析出寬動(dòng)態(tài)芯片的處理速度。在我們選擇寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)時(shí)，除了監(jiān)測(cè)寬動(dòng)態(tài)的范圍之外，攝像機(jī)的清晰度，色彩還原度和操作性方面，也是需要我們?cè)诙啻蔚哪M和對(duì)比之后做出判斷的主要方面。

　　作為一款非常實(shí)用的光線調(diào)整技術(shù)，寬動(dòng)態(tài)功能在提升光照環(huán)境、擴(kuò)展監(jiān)控范圍方面做出了非常大的貢獻(xiàn)。雖然在一些技術(shù)的應(yīng)用上還有很多需要改進(jìn)的地方，尤其在DPS的應(yīng)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(shù)中的一種，能一步實(shí)現(xiàn)如此大范圍的成像平衡已經(jīng)實(shí)屬不易。而對(duì)于寬動(dòng)態(tài)技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，只有不斷的拓展自身技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更多環(huán)境更多技術(shù)條件下的高質(zhì)量成像，才會(huì)讓寬動(dòng)態(tài)技術(shù)本身在監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展中走的更遠(yuǎn)。