攝像機寬動態(tài).doc

視界之龍淺談攝像機寬動態(tài)寬動態(tài)（WDR）可以通過數(shù)字信號處理來整合多張在不同時間的曝光圖片，從而提高圖像的黑暗部分和降低圖像的高亮部分。攝像機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DynamicRange”。攝像機寬動態(tài)開啟效果對比實現(xiàn)寬動態(tài)的技術有兩種，CCD+DSP技術和CMOS+DPS(ISP)技術1.CCD+DSP技術DSP芯片是一種特殊的微處理器，根據(jù)數(shù)字信號處理理論的數(shù)學模型和算法，設計出專門的數(shù)字信號微處理器芯片。計算程序全部“硬化”，數(shù)字濾波器所需要的其他設備也全部集成、硬化，比如加法器、存儲器、控制器、輸入/輸出接口，甚至其他類型的外部設備等。許多在模擬信號處理器中無法進行的工作，都可以在數(shù)字處理中進行，如二維數(shù)字濾波、數(shù)字動態(tài)影像檢測、數(shù)字背景光補償、膚色輪廓校正、細節(jié)補償頻率調節(jié)、準確的彩色矩陣、精確的校正、自動聚焦等。超級寬動態(tài)技術常使用雙速CCD配合DSP的處理方式。這種雙曝光(或雙快門)技術的核心是針對明暗反差較大的場景，攝影機先對明亮區(qū)域進行一次快速曝光，得到一幅亮部區(qū)域清晰正常的影像并存儲到數(shù)據(jù)緩沖存儲器中;然后再對場景中暗部區(qū)域進行一次慢速曝光，得到一幅暗部區(qū)域畫面清晰的影像也存儲到數(shù)據(jù)緩沖存儲器中。以上曝光完畢后，利用DSP特有的圖像處理合并運算法，將兩幅影像當中亮度適當?shù)牟糠址謩e切割下來，最后進行疊加合成并輸出一幅明暗區(qū)域都清晰可見的影像。這樣就能避免亮部曝光過度和暗部曝光不足的問題，從而使整個畫面明區(qū)與暗區(qū)都清晰可見，以實現(xiàn)寬動態(tài)的處理效果。但如果采用不同品牌型式的DSP芯片，在具體細節(jié)上就會有明顯差別，比如對靈敏度、色還原度、白平衡等的處理。2.CMOS+DPS(ISP)技術美國Pixim公司在斯坦福大學20世紀90年代技術發(fā)展基礎上研發(fā)了一種基于CMOS技術的新型的影像擷取系統(tǒng)DPS(ISP數(shù)字像素處理系統(tǒng))，此系統(tǒng)可以通過其超強的寬動態(tài)功能來獲得高質量的圖片。寬動態(tài)功能劃時代地提升了一幅影像中亮和暗區(qū)域的影像拍攝效果，可以達到比CCD更真實、更清晰的影像。在寬動態(tài)處理上，DPS(ISP)采用的是每一個畫素單獨曝光和ARMCPU的控制技術，相比于CCD的兩次曝光成像有了更高的動態(tài)范圍。從數(shù)值上來說，采用DPS(ISP)技術的CMOS攝影機就目前的處理技術，其動態(tài)范圍即可到達95dB，甚至可至120dB(好笑的是,這些數(shù)值大a&s大陸的技術顧問都不認同廠商的說法)。在擴大動態(tài)范圍的同時，DPS也解決了CCD傳感器在處理動態(tài)范圍和色彩真實性上的不足，其色彩還原性更加真實，能夠滿足應用的要求。使用這種技術的攝影機在數(shù)字影像傳感器里每一個畫素中都使用了一個模擬數(shù)字轉換器(ADC)，在捕捉到光信號時直接轉化為數(shù)字信號，最大程度地降低了信號在排列中的衰減和干擾(CMOS最大特點)。寬動態(tài)與攝像機其它光學技術的區(qū)別寬動態(tài)技術與背光補償背光補償是對畫面整體加亮，是通過DSP芯片處理成的，一般的CCD可以完成這功能，而寬動態(tài)通常需要雙掃描的CCD，即在一個信號周期內可以進行兩次拍照的CCD，利用這個特點進行一次短時間的拍照輸出一副圖像，再根據(jù)現(xiàn)場情況進行拍照輸出一幅暗的或者亮的圖像，將2個圖像通過DPS芯片組合生成一種暗的地方加亮，亮的地方變暗”的合成圖像，從而達到較好的視覺效果。從畫面處理方面來說，背光補償是把整畫面加亮，寬動態(tài)是把亮的調暗，暗的調亮。強光抑制和寬動態(tài)強光抑制技術能有效抑制強光點直接照射造成的光暈偏大，視頻圖像模糊，能自動分辨強光點，并對強光點附近區(qū)域進行補償以獲得更清晰的圖像。加入強光抑制濾光處理芯片的網絡攝像機可以有效抑制迎面的強光，在夜間監(jiān)控道路車輛時，能較清晰的捕捉車輛車牌，并通過局域網、廣域網把真實完整的畫面快速傳輸至遠程監(jiān)控中心，用戶可以在任何時間、任何地點查看。適用于收費站、停車場出路口等區(qū)域。 強光抑制道路監(jiān)控攝像機要求在夜間清楚拍攝車牌照，這就要求強光抑制指標要好。在專業(yè)廣播電視攝像機，這個指標叫低垂直光斑。采用此項技術的攝像機，可以有效抑制迎面的強光，使車牌照較清晰的被捕捉到，畫面真實完整。很多道路監(jiān)控攝像機采用“日蝕”技術，在夜間拍攝車牌很好，但在白天也經常出現(xiàn)“日蝕”，這就影響了整體圖像的美觀和完整性。強光抑制攝像機是專門用于監(jiān)控夜間行駛車輛前車牌的設備，寬動態(tài)攝像機是用于監(jiān)控光線強度差異較大的監(jiān)控環(huán)境。強光屏蔽是強光抑制的一種，是強光抑制的一種極致，寬動態(tài)攝像機能夠把迎面車輛的前燈強光屏蔽,從而避免強光而干擾司機觀察路面情況,有效防止交通事故的發(fā)生。寬動態(tài)攝像機的主要應用場所 目前寬動態(tài)攝像機主要應用于金融行業(yè)，其次是停車場、廣場、大廈出入口、港口、道路收費站等強逆光場所。銀行營業(yè)網點一般都位于臨街路邊，大廳光線充足，用戶接待臺面向窗戶，顧客則背向窗戶。監(jiān)控攝像機需要監(jiān)看和記錄的目標是營業(yè)員的工作過程、用戶的面部細節(jié)、大廳里人員活動的細節(jié)、營業(yè)廳窗外的人、物細節(jié)及顧客從營業(yè)廳外進入營業(yè)廳及從營業(yè)廳里離開到