DPS寬動態(tài)監(jiān)控攝像機(jī)技術(shù)介紹及應(yīng)用分析

　　隨著用戶對攝像機(jī)圖像效果要求的不斷提高，在明暗反差過大的場景中，如大廳、門口等光線差別比較大的場所，傳統(tǒng)攝像機(jī)只能依靠背光補(bǔ)償(BLC)功能來處理。當(dāng)背光補(bǔ)償功能打開的時候，背景圖像會出現(xiàn)曝光過足，圖像發(fā)白、失真;當(dāng)背光補(bǔ)償功能關(guān)閉的時候，前景圖像因?yàn)槠毓獠蛔愣蔀楹谏?。許多攝像機(jī)生產(chǎn)廠家為了解決這些問題，相應(yīng)地對背光補(bǔ)償(BLC)采用了一些增強(qiáng)技術(shù)，但也僅是對局部圖像進(jìn)行處理，無法得到理想的全局圖像。因此必須有一種具有新技術(shù)的攝像機(jī)，來滿足逆光環(huán)境下對攝像機(jī)的要求。寬動態(tài)技術(shù)攝像機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，逐漸成為各大攝像機(jī)生產(chǎn)廠商關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　寬動態(tài)攝像機(jī)介紹

　　按照度值來衡量，當(dāng)攝像機(jī)從室內(nèi)看窗外，室內(nèi)照度為100Lux，而外面的照度可能是在10,000Lux，對比就是10,000/100=100：1。在這種對比下人眼能很容易的同時看清室內(nèi)和室外的物體，因?yàn)槿搜勰芴幚?000:1的對比度。然而傳統(tǒng)CCD攝像機(jī)就會有很大的問題。因?yàn)閭鹘y(tǒng)攝像機(jī)只有3:1的對比性能。

　　安裝現(xiàn)場復(fù)雜的光線環(huán)境，導(dǎo)致只能看到監(jiān)控目標(biāo)的輪廓，同時會出現(xiàn)畫面被破壞、缺乏色彩層次等問題。當(dāng)使用最慢為1/50秒的電子快門來取得室內(nèi)較暗處目標(biāo)的正確曝光，但在這種情況下室外明亮處的圖像由于過度曝光會變白(過亮);當(dāng)選擇最快1/6000秒取得室外明亮處影像的完美的曝光，但是室內(nèi)較暗處的影像會由于欠曝光而變黑(過暗)。這是一個自從監(jiān)控攝像機(jī)被發(fā)明以來就一直長期困擾使用者的問題。

　　寬動態(tài)攝像機(jī)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對比下讓攝像機(jī)看到物體圖像而運(yùn)用的一種技術(shù)。當(dāng)在強(qiáng)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(jī)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(yán)重影響圖像質(zhì)量。攝像機(jī)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(diǎn)到最高端極點(diǎn)之間的區(qū)域，此區(qū)域的描述一般為最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的差值。這是一個應(yīng)用非常廣泛的概念，在談及攝像機(jī)產(chǎn)品的拍攝圖像指標(biāo)時，一般的“動態(tài)范圍”是指攝像機(jī)對拍攝場景中景物光照反射的適應(yīng)能力，具體指亮度(反差)及色溫(反差)的變化范圍。

　　DPS寬動態(tài)攝像機(jī)技術(shù)

　　1、與傳統(tǒng)CCD相比DPS攝像機(jī)是真正的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)

　　傳統(tǒng)CCD攝像機(jī)在圖像的采集、處理和輸出過程中需要經(jīng)過兩次模擬信號的轉(zhuǎn)換過程，從CCD(模擬)——A/D轉(zhuǎn)換——處理器(DSP)——D/A轉(zhuǎn)換——輸出(模擬)，存在著傳輸時間長(整個傳輸轉(zhuǎn)換過程需要數(shù)十毫秒)，轉(zhuǎn)換噪聲大，視頻信號衰減等缺陷。

　　DPS攝像機(jī)的工作原理

　　DPS(DigitalPixelSystem數(shù)字像素處理系統(tǒng))攝像機(jī)包含有一個數(shù)字的圖像傳感器和一個數(shù)字的圖像處理器。其核心技術(shù)是在數(shù)字圖像傳感器的每一個像素上集成了一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，每個數(shù)字圖像傳感器的ADC在捕捉到光信號時直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從采樣到輸出的過程，單幀圖像獲取時間僅需0.8毫秒，最大限度地減少了無效的轉(zhuǎn)換，降低了噪音和衰減。

　　傳統(tǒng)CCD攝像機(jī)工作原理

　　DPS攝像機(jī)在整個圖像的獲取、傳輸和處理中，不論前端的拾取還是后端的處理完全是數(shù)字化的過程。保證了獲取圖像的高質(zhì)量性，在輸出后的圖像無任何拖尾和開花現(xiàn)象。是真正純數(shù)字化的圖像處理系統(tǒng)。

　　2、DPS的多重采樣技術(shù)