寬動(dòng)態(tài)攝像機技術(shù)發(fā)展與應用

這次池上公司將其在攝像機領(lǐng)域領(lǐng)先的低垂直光斑和背光補償、色彩調節等技術(shù)與Pixim技術(shù)相結合，推出超級動(dòng)態(tài)ISD-A10攝像機。

在任何光亮條件的正常的或寬動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景下，Pixim的DPS芯片集排列緊密，易于形成一定形狀，能拍攝非常優(yōu)質(zhì)的圖像。在現存模擬技術(shù)拍攝實(shí)際圖像時(shí)，由于光線(xiàn)的不斷變化和物體顏色精確還原的限制出現物體識別差和圖像色彩還原差等缺陷，而用Pixim成象技術(shù)的連貫性和準確性克服了這些缺陷。DPS圖像傳感器在每一個(gè)像素上將光信號轉換成數字信號，使得每一個(gè)像素有獨立的和最優(yōu)化的曝光時(shí)間來(lái)產(chǎn)生高品質(zhì)、高顏色精度的圖像。

三、Pixim的DPS技術(shù)背景

Pixim公司開(kāi)發(fā)研制出一種優(yōu)于傳統CCD的有專(zhuān)利的DPS成像技術(shù)，它標志著(zhù)圖像技術(shù)在基礎原理上的突破。DPS技術(shù)由美國斯坦福大學(xué)電子工程學(xué)教授A(yíng)bbaselGamal與其帶領(lǐng)的博士研究生DavidYang(楊曉東)于1993年開(kāi)發(fā)而成，后來(lái)被授權給楊曉東博士于1999年創(chuàng )立的Pixim公司。自此以后,Pixim公司對DPS概念和技術(shù)申請了56項專(zhuān)利，其中42項已經(jīng)生效。

DPS成像技術(shù)在視頻攝像捕捉和處理圖像過(guò)程中有著(zhù)變革性的意義。采用該技術(shù)拍攝出高質(zhì)量的移動(dòng)和靜止圖像超過(guò)任何現有的其它技術(shù)。所謂DPS平臺,通過(guò)在一個(gè)優(yōu)化系統內,將圖像捕捉和處理結合起來(lái)，Pixim的成像系統具有無(wú)可比性的功能。Pixim提供了完整的數字成像系統包括一個(gè)圖像傳感器、圖像處理器、攝像機參考設計方法,軟件和關(guān)鍵算法,使攝像機易于開(kāi)發(fā)設計和形成高質(zhì)量、高級性能的攝像機。

四、Pixim的DPS技術(shù)的基本原理

DPS技術(shù)的核心發(fā)明是在每個(gè)象素點(diǎn)在捕捉圖像時(shí)將光信號轉換數字信號——由模擬到數字轉換ADC(analog-to-digitalconverter),這樣使信號衰減和色度亮度串擾降到最小，使傳感器為每個(gè)像素提供最佳、獨立的曝光次數，一旦數據以數字形式被捕獲，多種多樣的數字信號處理技術(shù)被用于再現最好的圖像。即使在極端照明的條件下的高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景，都能拍出還原準確的低噪波圖像。

Pixim的DPS技術(shù)使用被稱(chēng)為“多點(diǎn)采樣”的技術(shù)，這個(gè)技術(shù)用于收集信息，以實(shí)現高品質(zhì)的圖像和寬動(dòng)態(tài)范圍。在一個(gè)單獨的捕獲畫(huà)面（在視頻中一般每秒50到60次），每個(gè)像素被獨立地無(wú)破壞性地多次取樣。成像系統決定最佳取樣時(shí)間和存儲像素信息在像素飽和前，并不再保留額外的電荷。在下面圖表中，亮的像素被存儲在時(shí)間軸T2，在它達到100%飽和前的最近一次抽樣時(shí)間。

暗的象素積累電荷更慢一點(diǎn)而且將用更多的時(shí)間直到它被取樣存儲在T6。每個(gè)象素捕捉到的存儲信息值（強度、時(shí)間、噪波彌補）被并行處理，然后轉換成高質(zhì)量的圖像。對比之下，其它技術(shù)每幀設定一個(gè)曝光時(shí)間，并同時(shí)對每個(gè)像素取樣，結果導致一些圖像的象素曝光不足（太暗了），還有一些像素曝光過(guò)度了（太亮了）。

Pixim的第一個(gè)基于DPS技術(shù)產(chǎn)品D2000視頻成像系統是由數字成像傳應器和數字圖像處理器組成。數字成像傳應器和數字圖像處理器很像人的眼睛和大腦，雙向實(shí)時(shí)交互捕獲可能的最高質(zhì)量的圖像。就像人走進(jìn)了黑暗的房子，大腦指揮人的眼睛瞳孔去尋找光亮，數字圖像處理器載入新的編碼進(jìn)入傳感器不僅改變曝光時(shí)間而且改變實(shí)際圖像捕捉計算方法。結果是在特別的圖像特性和光亮條件下，獲得最佳圖像。

因為每一象素都有自己的模擬-數字轉換器，產(chǎn)生的信息被獨立捕捉和處理，每一個(gè)象素在其攝像機內都起到了作用。在圖像傳感器的象素排列位置上，每一個(gè)象素的曝光時(shí)間被調節去處理獨特的光條件?；贒PS系統平臺制造的一個(gè)攝像機實(shí)質(zhì)上都有成千上萬(wàn)的獨立攝象單元，每個(gè)攝象單元機都盡可能的創(chuàng )作最好的圖像。這些圖像然后被結合起來(lái)創(chuàng )造一幀高質(zhì)量的視頻畫(huà)面或圖片。由于成象技術(shù)不斷向整個(gè)數字系統靠近，Pixim的DPS技術(shù)將會(huì )給高質(zhì)量的視頻攝