跳出局部虛幻 讓寬動(dòng)態(tài)告訴你如何清晰

　　隨著(zhù)安防行業(yè)的不斷發(fā)展，監控攝像機的應用技術(shù)也在人們的廣泛需求中不斷的實(shí)現突破。在應對低照度的環(huán)境拍攝中，從最初的黑白攝像機，再到后來(lái)的紅外支持，曝光補償等技術(shù)的應用，都反映了用戶(hù)對于攝像機在不同光線(xiàn)下成像效果要求的不斷提高。但是，在一些光線(xiàn)反差較大的場(chǎng)景中，單純依靠傳統的曝光補償功能很容易造成局部環(huán)節成像的大量變色和失真。此外，由于背光補償是靠突出主要場(chǎng)景、弱化背景的模式進(jìn)行光照度的提升，這無(wú)疑給大范圍環(huán)境下的整體監控帶來(lái)了很大的限制。因此，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)便在人們的期待和需求中應運而生。

　　何謂寬動(dòng)態(tài)？

　　所謂寬動(dòng)態(tài)，其實(shí)是監控攝像機同時(shí)看清亮暗不同光照環(huán)境下的照度比值。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)。 當在強光源照射下的高亮度區域及陰影、逆光等相對亮度較低的區域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，攝像機輸出的圖像會(huì )出現明亮區域因曝光過(guò)度成為白色，而黑暗區域因曝光不足成為黑色，嚴重影響圖像質(zhì)量。

　　而我們常常聽(tīng)說(shuō)的動(dòng)態(tài)范圍，當然也就是對監控攝像機在可接受的最亮與最暗環(huán)境下的調整范圍。對于一臺具有寬動(dòng)態(tài)能力的監控攝像機來(lái)說(shuō)，可調整的動(dòng)態(tài)范圍越大，圖像所體現出的圖層也就越豐富、越清晰，而圖像的色彩空間也就變得更廣，這樣就意味著(zhù)這臺攝像機所能夠適應的色差的能力越強。

　　如何實(shí)現寬動(dòng)態(tài)

　　當前，視頻監控攝像機的鏡頭主要是CCD芯片和CMOS芯片構成。因此，對于攝像機的寬動(dòng)態(tài)工作原理來(lái)說(shuō)，基本上也是基于這兩類(lèi)鏡頭的技術(shù)特點(diǎn)展開(kāi)。

　　CCD與微處理器技術(shù)

　　說(shuō)到這類(lèi)寬動(dòng)態(tài)技術(shù)，我們首先給大家先簡(jiǎn)單的介紹一下DSP微處理器。它是根據數字信號的處理特點(diǎn)，以及數字模型和算法等方面，綜合設計出的數字信號處理裝置。當DSP處理器與CCD芯片配合實(shí)現寬動(dòng)態(tài)功能時(shí)。先由監控攝像機對著(zhù)亮區進(jìn)行一次快速曝光拍攝，然后再對光線(xiàn)較暗的區域進(jìn)行一次慢速曝光拍攝。進(jìn)行完兩次拍攝之后，利用DSP特有的圖像處理算法，將存在緩沖器中的兩幅度進(jìn)行分類(lèi)切割，爾后通過(guò)疊加與合成完成對圖片的亮暗調整。從而可以避免因光差過(guò)大而造成的曝光過(guò)度或者曝光不足，最終實(shí)現整個(gè)畫(huà)面的成像清晰。盡管對于CCD芯片本身來(lái)說(shuō)，它的低照度能力要明顯強于CMOS芯片，因而對于色差明顯的情況下有一定的自我調整能力。但是如果缺乏DSP技術(shù)的支持的話(huà)，在一些白平衡，靈敏度的細節處理上，還是有不小的差距的。

停車(chē)場(chǎng)的拍攝效果

　　CMOS與數字像素處理技術(shù)

　　除了CCD芯片，CMOS芯片也是當前另一主要的鏡頭成像配置設備。與CMOS芯片相比，CCD芯片的優(yōu)勢在于有著(zhù)更強的低照度能力。而CMOS芯片在畫(huà)質(zhì)清晰度的實(shí)現上，有著(zhù)比CCD芯片更好的保證。因此，CMOS芯片在網(wǎng)絡(luò )監控設備上有著(zhù)更加普遍的應用。

　　而針對于這個(gè)特點(diǎn)，美國在上個(gè)世紀末研發(fā)了解決CMOS芯片寬動(dòng)態(tài)問(wèn)題的技術(shù)--DPS數字像素處理系統。與DSP技術(shù)處理方式不同的是，DPS技術(shù)在處理單幅圖片中亮區和暗區的能力上有著(zhù)突出的表現，從而擺脫了DSP技術(shù)中通過(guò)亮暗合成的解決方式，保證了圖片的整體性。從技術(shù)上來(lái)看，DPS技術(shù)采用每個(gè)像素單獨曝光和嵌入式處理器結合的控制技術(shù)，比CCD的兩次曝光有著(zhù)更高的動(dòng)態(tài)范圍，在色彩還原方面也更加的真實(shí)。

　　而從數值上來(lái)分析，DPS技術(shù)下的動(dòng)態(tài)范圍相比于DSP技術(shù)也有著(zhù)更高的表現。此外，應用DPS技術(shù)解決色差問(wèn)題的監控攝像機一般還都會(huì )在圖像傳感器的每個(gè)像素中加裝模擬數字轉換器。這使得可以講光學(xué)信號隨時(shí)轉化為數字信號，可以說(shuō)保障了圖像信號的真實(shí)性和完整性。降低了信號的衰減和干擾。

　　關(guān)注寬動(dòng)態(tài)的簡(jiǎn)單鑒別

　　對于我們購買(mǎi)電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，通過(guò)機械的測算無(wú)疑是最準確的一種驗證方法。但是在許多時(shí)候，我們幾乎不可能為了購買(mǎi)一套設備，而再去專(zhuān)為其配置一套專(zhuān)業(yè)驗證設備。因此，依靠周邊環(huán)境的特點(diǎn)以及對光照環(huán)節變化的觀(guān)察，再加上不同類(lèi)型攝像機的比對，則可以幫助我們在性能分析上省去不少的麻煩。

地下車(chē)場(chǎng)是寬動(dòng)態(tài)常用領(lǐng)域

　　首先，在了解監控攝像機的寬動(dòng)態(tài)性能時(shí)，挑選一個(gè)光線(xiàn)清晰的逆光場(chǎng)所，這里我們可以選擇安裝玻璃門(mén)的店鋪來(lái)做參考。在測試中，我們可以挑選一臺普通攝像機與一臺寬動(dòng)態(tài)攝像機作對比，使他們同時(shí)逆光拍攝一個(gè)地點(diǎn)。 一般情況下，普通攝像機會(huì )因為光線(xiàn)反差過(guò)大而難以清晰的顯示監控內的全部景象，即使啟用背光補償功能，也會(huì )因為光線(xiàn)的反差而造成遠近情景清晰度的差別。而寬動(dòng)態(tài)攝像機則可以很好的避免這種情況，實(shí)現全監控范圍的清晰，這方面顯示的差別還是很明顯的。另一方面，在夜晚的環(huán)境下將攝像機接受車(chē)燈的直接照射，通過(guò)觀(guān)察是否有豎線(xiàn)的出現，或者移動(dòng)物體是否發(fā)虛，也都是觀(guān)測寬動(dòng)態(tài)攝像機工作性能不錯的方式。

　　此外，在觀(guān)測過(guò)程中，通過(guò)對開(kāi)機畫(huà)面穩定時(shí)間的長(cháng)短，也可以分析出寬動(dòng)態(tài)芯片的處理速度。在我們選擇寬動(dòng)態(tài)攝像機時(shí)，除了監測寬動(dòng)態(tài)的范圍之外，攝像機的清晰度，色彩還原度和操作性方面，也是需要我們在多次的模擬和對比之后做出判斷的主要方面。

　　作為一款非常實(shí)用的光線(xiàn)調整技術(shù)，寬動(dòng)態(tài)功能在提升光照環(huán)境、擴展監控范圍方面做出了非常大的貢獻。雖然在一些技術(shù)的應用上還有很多需要改進(jìn)的地方，尤其在DPS的應用上更是存在靈敏度受影響的缺陷，但是作為光線(xiàn)調整技術(shù)中的一種，能一步實(shí)現如此大范圍的成像平衡已經(jīng)實(shí)屬不易。而對于寬動(dòng)態(tài)技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，只有不斷的拓展自身技術(shù)，實(shí)現更多環(huán)境更多技術(shù)條件下的高質(zhì)量成像，才會(huì )讓寬動(dòng)態(tài)技術(shù)本身在監控技術(shù)的快速發(fā)展中走的更遠。