人眼能處理1000∶1的對比度，但傳統(tǒng)的安防監(jiān)控?cái)z像機(jī)則不行，因?yàn)樗挥?∶1的對比性能。因此，在出現(xiàn)明暗反差較大或逆光的場景應(yīng)用安防監(jiān)控?cái)z像機(jī)時(shí)，會使整個(gè)圖像中明亮的區(qū)域曝光過度、較暗的區(qū)域曝光不足，而看不清圖像zui亮與zui暗部分。
目前，市場上寬動態(tài)攝像機(jī)很多，但如何檢測其寬動態(tài)性能，是工程商等應(yīng)用人員急需了解的。本文介紹攝像機(jī)動態(tài)范圍的基本概念，重點(diǎn)介紹國外三大廠商各自對監(jiān)控?cái)z像機(jī)動態(tài)范圍的具體測試方法，供工程商等應(yīng)用人員測試選用參考。
zui早的解決方法，一般會采用背光補(bǔ)償技術(shù)或在室內(nèi)外架設(shè)兩臺攝像機(jī)來適應(yīng)較大的光線反差，但效果不理想。擴(kuò)展動態(tài)范圍的技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生，即現(xiàn)今所說的寬動態(tài)WDR技術(shù)。
CCD寬動態(tài)科學(xué)技術(shù)是采用特殊DSP（數(shù)字信號處理）電路，對明亮部分進(jìn)行zui合適的快門速度曝光，其后再對暗的部分用zui合適的快門速度曝光，然后將兩個(gè)圖像進(jìn)行DSP處理重新組合，使明亮的部分和黑暗的部分皆可看清。這種160倍動態(tài)范圍技術(shù)雖具有大的寬動態(tài)，實(shí)現(xiàn)圖像灰度的優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn)，但其對DSP性能（特別是處理速度）要求很高。目前，由于CCD的特性限制，即便采用多次曝光取樣方式，攝像機(jī)的寬動態(tài)范圍也只能到66dB。
顯然，由于CCD的感光特性限制，在技術(shù)上很難再有重大突破，而CMOS攝像機(jī)由于其圖像傳感器本身的優(yōu)異性能，或有突出的表現(xiàn)。如一般的線性輸出模式的動態(tài)范圍就可達(dá)40~60dB，據(jù)消息透露，有的CMOS的寬動態(tài)技術(shù)甚至已能達(dá)到160dB。因此可預(yù)見，未來的監(jiān)控?cái)z像機(jī)屬于寬動態(tài)攝像機(jī)，而寬動態(tài)技術(shù)則屬于CMOS。
目前在市場上，有50多個(gè)國家約100種類型的寬動態(tài)攝像機(jī)投入實(shí)際應(yīng)用，然而其中多數(shù)攝像機(jī)制造商皆采用了Pixim的DPS技術(shù)。這是因?yàn)镈PS芯片的核心技術(shù)是在每一個(gè)像素里有ADC。也就是在準(zhǔn)確的捕捉點(diǎn)上，光信號被轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。這樣做的好處是使像素間沒有串?dāng)_和沒有信號損失。這也意味著噪波大大降低并形成了一個(gè)超級動態(tài)范圍，這樣就避免了垂直光斑的產(chǎn)生。
對CCD攝像機(jī)來說，光斑是CCD傳感器的一個(gè)特性，在傳感器中沒有任何東西可以阻止強(qiáng)光穿射的曝光和在CCD上產(chǎn)生更多的電子，結(jié)果是在圖像中強(qiáng)烈的光出現(xiàn)時(shí)通常垂直斑紋也出現(xiàn)，在圖像中遮蓋了相關(guān)的細(xì)節(jié)。實(shí)際使用中，很多具有低垂直光斑攝像機(jī)使用IT CCD芯片來減少光斑的數(shù)量，因?yàn)镮T芯片能提供的更多好處在于高的信噪比和較低光斑。
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