寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)與CCD+DSP、CMOS+DPS技術(shù)

成都弱電公司訊：

寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。當(dāng)在強(qiáng)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(duì)亮度較低的區(qū)域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，攝像機(jī)輸出的圖像會(huì)出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過(guò)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(jī)在同一場(chǎng)景中對(duì)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(dòng)態(tài)范圍”。寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)是運(yùn)用寬動(dòng)態(tài)主要解決攝像機(jī)的逆光補(bǔ)償問(wèn)題。

一、從技術(shù)實(shí)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(duì)明暗反差較大的場(chǎng)景，攝像機(jī)先對(duì)明亮區(qū)域進(jìn)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(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中；然后再對(duì)場(chǎng)景中暗部區(qū)域進(jìn)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(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)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(lái)，最后進(jìn)行疊加合成并輸出一幅明暗區(qū)域都清晰可見(jiàn)的圖像。這樣就能避免亮部曝光過(guò)度和暗部曝光不足的問(wèn)題，從而使整個(gè)畫面都清晰可見(jiàn)，以實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)的處理效果。但假如采用分歧DSP芯片，在具體細(xì)節(jié)上還是有明顯差別，好比對(duì)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(gè)像素單獨(dú)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(dòng)態(tài)范圍。從數(shù)值上來(lái)說(shuō)，采用DPS技術(shù)的CMOS攝像機(jī)就目前的處理技術(shù)，其動(dòng)態(tài)范圍即可到達(dá)120dB。在擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，DPS也解決了CCD傳感器在處理動(dòng)態(tài)范圍和色彩真實(shí)性上的不足，其色彩還原性更加真實(shí)，能夠滿足應(yīng)用的要求。使用這種技術(shù)的攝像機(jī)在數(shù)字圖像傳感器里每一個(gè)像素中都使用了一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)，在捕捉到光信號(hào)時(shí)直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，最大程度地降低了信號(hào)在排列中的衰減和干擾。

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

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

二、分析其原因主要為：

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