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寬動態(tài)攝像機與CCD+DSP、CMOS+DPS技術(shù)

閱覽次數(shù):2,149 次  發(fā)布日期: -0001-11-30

成都弱電公司訊:

寬動態(tài)技術(shù)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(dāng)在強光源(日光、燈具或反光等)照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對亮度較低的區(qū)域在圖像中同時存在時,攝像機輸出的圖像會出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度成為白色,而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色,嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。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”。寬動態(tài)攝像機的技術(shù)特點是運用寬動態(tài)主要解決攝像機的逆光補償問題。

一、從技術(shù)實現(xiàn)上主要分為如下兩種

1、CCD+DSP技術(shù):

雙速CCD配合DSP的處理方式。這種雙曝光(或雙快門)技術(shù)的核心是針對明暗反差較大的場景,攝像機先對明亮區(qū)域進行一次快速曝光,得到一幅亮部區(qū)域清晰正常的圖像并存儲到數(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)域畫面清晰的圖像也存儲到數(shù)據(jù)緩沖存儲器中。以上曝光完畢后,利用DSP特有的圖像處理算法,將兩幅圖像當(dāng)中亮度適當(dāng)?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)域都清晰可見的圖像。這樣就能避免亮部曝光過度和暗部曝光不足的問題,從而使整個畫面都清晰可見,以實現(xiàn)寬動態(tài)的處理效果。但假如采用分歧DSP芯片,在具體細節(jié)上還是有明顯差別,好比對靈敏度、色還原度、白平衡等的處理。

2、CMOS+DPS技術(shù):

DPS采用的是每一個像素單獨曝光和控制技術(shù),加之利用CMOS傳感器采集的多幀畫面合成一幅完整圖像的線性疊加,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技術(shù)的CMOS攝像機就目前的處理技術(shù),其動態(tài)范圍即可到達120dB。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(yīng)用的要求。使用這種技術(shù)的攝像機在數(shù)字圖像傳感器里每一個像素中都使用了一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),在捕捉到光信號時直接轉(zhuǎn)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。

目前通用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)攝像機大多采用CMOS+DPS寬動態(tài)技術(shù),應(yīng)用場景比較廣泛,包括金融、教育、交通等多個領(lǐng)域。寬動態(tài)已經(jīng)成為高清攝像機必不可少的一項功能,市場需求非常旺盛。

隨著寬動態(tài)技術(shù)的不斷成熟,近兩年來,寬動態(tài)攝像機的銷量有了突飛猛進的增長;目前,寬動態(tài)已經(jīng)基本成為IPC標(biāo)配功能。多幀合一的寬動態(tài)處理成為技術(shù)發(fā)展趨勢,寬動態(tài)效果更加平滑、通透,動態(tài)范圍更廣。

二、分析其原因主要為:

從上游廠商來看,海思最新推出的3516A,支持兩幀合一的線性寬動態(tài);索尼IMX123等多型號傳感器均支持1080P/60幀及更高幀率,以上技術(shù)為達到更加出色的寬動態(tài)處理做了鋪墊。寬動態(tài)技術(shù)已經(jīng)成為衡量一款攝像機性能的重要指標(biāo)。就目前來看,標(biāo)配寬動態(tài)功能,已經(jīng)成為各IPC廠商的共識。

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