我如何增加攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍？

為便于本文說(shuō)明，動(dòng)態(tài)范圍將定義為傳感器可以測量的最大和最小光量之差。 此差上限由傳感器最大深度（任何像素可以容納的最大電子電荷）限定，下限由攝像頭的讀取噪音限定。 其測量方法有多種，但一種簡(jiǎn)單方法是計算可以分辨出的不同灰度級數。 攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍越大，最終圖像中可以分辨的灰度級更多。

測量動(dòng)態(tài)范圍的常用方法是向攝像頭展示一張上方的目標一半全黑、另一半使攝像頭完全飽和的圖像。 目標和攝像頭中間放置減少 50% 目標圖像傳輸的一組中等密度濾鏡。 使目標的黑色部分與光線(xiàn)部分無(wú)法區分的所需濾鏡數量代表攝像頭動(dòng)態(tài)范圍位數。

增加攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍

由于攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍一邊由傳感器的最大深度限制，另一邊受讀取噪音限制，所以用戶(hù)只能通過(guò)幾種辦法來(lái)增加攝像頭真正的動(dòng)態(tài)范圍。

1.調整攝像頭參數增加動(dòng)態(tài)范圍（亮度和增益）。 亮度設置或攝像頭的黑度水平實(shí)際上是像素返回的最小值。 最大程度降低亮度水平可以最大程度傳感器用來(lái)表示進(jìn)入光線(xiàn)的可用強度級別數量，從而增加動(dòng)態(tài)范圍。 除了提高像素強度，提高攝像頭的增益會(huì )提高讀取噪音水平。 所以，使用仍然讓 A/D 達到飽和的最少量的增益將最大程度地增加攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍。

2.調整伽馬增加感知動(dòng)態(tài)范圍。 使用伽馬功能的攝像頭允許用戶(hù)應用非線(xiàn)性響應曲線(xiàn)。 雖然更改伽馬并不會(huì )更改攝像頭的動(dòng)態(tài)范圍，但確實(shí)會(huì )更改完整位范圍映射到 8bpp 的方式。 這樣用戶(hù)可以跨灰度級地非線(xiàn)性映射接近飽和或信號很少的像素。 它改變了用戶(hù)的攝像頭動(dòng)態(tài)范圍感知，并使他們可以看到圖像最亮和最暗部分的更多細節。 經(jīng)驗表明，這種方法對圖像較暗部分比較明亮部分更為有效。 調整伽馬時(shí)，用戶(hù)可能會(huì )看到灰膠片樣的生成圖像（即圖像看上去褪色了一樣）。 主要是因為伽馬設置過(guò)高。

3.調整每像素位數增加感知動(dòng)態(tài)范圍。 許多攝像頭支持能提供高于每像素 8 個(gè)位數的視頻模式。 雖然視頻模式一般標了每像素 16 位數 (Y16)，但這些圖像通常只包含 9 到 12 位數的有用數據。 使用這些較高的位深度圖像不能提高實(shí)際動(dòng)態(tài)范圍，但確實(shí)能提高整個(gè)圖像的分辨率。 用戶(hù)想要應用自定義‘伽馬’算法時(shí)比較有用。

4.過(guò)濾擊中傳感器的光線(xiàn)。 如果攝像頭是黑白的，您可以增加一個(gè)與彩色攝像頭附帶的濾鏡相似的紅外濾鏡。 請參閱《Dragonfly 技術(shù)參考》第 2.4 節了解彩色攝像頭附帶的紅外濾鏡的更多信息。 客戶(hù)使用偏光濾鏡也可以實(shí)現目的。

5.增加場(chǎng)景的環(huán)境光。 移除點(diǎn)光源、增加場(chǎng)景的環(huán)境光，將能夠降低圖像的鏡面反射及其他飽和部分，盡可能獲得最多的圖像細節。