寬動態(tài)技術(shù)讓視頻監(jiān)控攝像機如虎添翼

　　寬動態(tài)攝像機的技術(shù)、功能介紹

　　寬動態(tài)技術(shù)是在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像的特色而運用的一種技術(shù)。

　　當在強光源（日光、燈具或反光等）照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對亮度較低的區(qū)域在圖像中同時存在時，攝像機輸出的圖像會出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴重影響圖像質(zhì)量。攝像機在同一場景中對最亮區(qū)域及較暗區(qū)域的表現(xiàn)是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動態(tài)范圍”。

　　廣義上的“動態(tài)范圍”是指某一變化的事物可能改變的跨度，即其變化值的最低端極點到最高端極點之間的區(qū)域，此區(qū)域的描述一般為最高點與最低點之間的差值。這是一個應用非常廣泛的概念，在談及攝像機產(chǎn)品的拍攝圖像指標時，一般的“動態(tài)范圍”是指攝像機對拍攝場景中景物光照反射的適應能力，具體指亮度（反差）及色溫（反差）的變化范圍。

　　寬動態(tài)攝像機比傳統(tǒng)只具有3：1動態(tài)范圍的攝像機超出了幾十倍。自然光線排列成從120，000Lux到星光夜里的0.00035Lux。當攝像機從室內(nèi)看窗戶外面，室內(nèi)照度為100Lux，而外面風景的照度可能是10，000Lux，對比就是10，000/100=100：1。這個對比使人眼能很容易地看到，因為人眼能處理1000：1的對比度。然而以傳統(tǒng)的閉路監(jiān)控攝像機處理它會有很大的問題，傳統(tǒng)攝像機只有3：1的對比性能，它只能選擇使用1/60秒的電子快門來取得室內(nèi)目標的正確曝光，但是室外的影像會被清除掉（全白）；或者換種方法，攝像機選擇1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室內(nèi)的影像會被清除（全黑）。這是一個自從攝像機被發(fā)明以來就一直長期存在的缺陷。

　　寬動態(tài)是一項很實用的技術(shù)，拉近了攝像機與人眼的距離（讓攝像機對畫面的處理和顯示更加貼近人眼的識別程度），讓用戶有了一種更人性化的體驗。因為經(jīng)過幾萬年的進化，人眼的寬動態(tài)性能超強，對于實際場景中和各種光線下的區(qū)域，如較暗的區(qū)域和較亮的區(qū)域都能同時看清。而對于傳統(tǒng)的攝像機、鏡頭來說確是一個很大的挑戰(zhàn)。在一幅畫面中，如果有較亮的區(qū)域和較暗的區(qū)域同時存在，比如銀行的大廳，有很大的窗戶，在窗外的光線很強的情況下，就會造成明暗對比差異很大的場景，這對于普通的攝像機來說，要看清亮的部分，則暗的區(qū)域就是全黑的，而要看清暗的區(qū)域，則亮的區(qū)域就過爆，也是一片白，什么都看不見。?？低暜a(chǎn)品總監(jiān)應群表示，運用了寬動態(tài)攝像機后，就能達到很好的效果，即能同時兼顧到明亮和昏暗的區(qū)域，都可以看清；這樣的功能對于銀行、出入口等很多實際場景的監(jiān)控都有非常直接的幫助，能達到監(jiān)控的實際要求。

　　目前?？低曇呀?jīng)推出了基于SONY最新超寬動態(tài)CCDSensor的系列攝像機，能達到160X的寬動態(tài)效果，在亮暗對比強烈的場景下都能達到很好的監(jiān)看效果，滿足了實際使用環(huán)境的要求。

　　CCD、CMOS攝像機拓展寬動態(tài)范圍的方法

　　目前，CCD攝像機擴展動態(tài)范圍的方法有輸出信號伽馬修正方法、對數(shù)壓縮放大方法、單幀圖像兩次取樣方法、單幀圖像多次取樣方法四種。在安防監(jiān)控領(lǐng)域中，一般多采用單幀圖像兩次或五次取樣方法，尤其多用兩次曝光取樣的方法。下面介紹一下這種曝光取樣方法的原理。

　　所謂“單幀圖像兩次取樣方法”或說“兩次合成電子快門”。其典型特征是基于中速感光器件及高速DSP的兩次取樣曝光機圖像分割合成技術(shù)。其工作過程如下：

　　首先利用成像器件CCD對較暗的景物取得爭取的曝光（如用1/50s快門），將得到第一幀圖像存儲到數(shù)據(jù)緩沖存儲器中。

　　其次，利用高速數(shù)字信號處理器DSP對送來的圖像數(shù)據(jù)進行分析，如圖像中較暗的部分曝光正常，而有部分曝光過度的區(qū)域（即高亮度區(qū)域），就要對其進行亮度評估。

　　第三，根據(jù)亮度評估結(jié)果，再采用高速快門進行曝光（如1/2000s快門），并將第2次拍攝的圖像也存儲到數(shù)據(jù)緩沖存儲器中，如此即同時取得兩張明暗兩區(qū)均為正確的影像。

　　最后，再利用高速DSP并通過其中嵌入的特有的圖像處理方法，將兩影像在DPS中高速運算相加，即可兩幅圖像中亮度適當?shù)牟糠址謩e切割下來，然后在一幀新的圖像中合成起來，就可以標準制式實時輸出亮暗動態(tài)范圍很寬的圖像，例如：室內(nèi)人物照度為10Lux，而室外景物為1000Lux，此時CCD攝像機可采用1/60秒的速度對室內(nèi)景物取得正確曝光，再用1/6000秒對室外的景物取得正確的曝光，然后將兩張圖像結(jié)合即成為比較完美的圖像。