攝像機(jī)寬動(dòng)態(tài).doc

視界之龍淺談攝像機(jī)寬動(dòng)態(tài)寬動(dòng)態(tài)（WDR）可以通過數(shù)字信號(hào)處理來整合多張?jiān)诓煌瑫r(shí)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(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DynamicRange”。攝像機(jī)寬動(dòng)態(tài)開啟效果對(duì)比實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)的技術(shù)有兩種，CCD+DSP技術(shù)和CMOS+DPS(ISP)技術(shù)1.CCD+DSP技術(shù)DSP芯片是一種特殊的微處理器，根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論的數(shù)學(xué)模型和算法，設(shè)計(jì)出專門的數(shù)字信號(hào)微處理器芯片。計(jì)算程序全部“硬化”，數(shù)字濾波器所需要的其他設(shè)備也全部集成、硬化，比如加法器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入/輸出接口，甚至其他類型的外部設(shè)備等。許多在模擬信號(hào)處理器中無法進(jìn)行的工作，都可以在數(shù)字處理中進(jìn)行，如二維數(shù)字濾波、數(shù)字動(dòng)態(tài)影像檢測(cè)、數(shù)字背景光補(bǔ)償、膚色輪廓校正、細(xì)節(jié)補(bǔ)償頻率調(diào)節(jié)、準(zhǔn)確的彩色矩陣、精確的校正、自動(dòng)聚焦等。超級(jí)寬動(dòng)態(tài)技術(shù)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(shù)的核心是針對(duì)明暗反差較大的場(chǎng)景，攝影機(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)域清晰正常的影像并存儲(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)域畫面清晰的影像也存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中。以上曝光完畢后，利用DSP特有的圖像處理合并運(yùn)算法，將兩幅影像當(dāng)中亮度適當(dāng)?shù)牟糠址謩e切割下來，最后進(jìn)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(gè)畫面明區(qū)與暗區(qū)都清晰可見，以實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)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(xì)節(jié)上就會(huì)有明顯差別，比如對(duì)靈敏度、色還原度、白平衡等的處理。2.CMOS+DPS(ISP)技術(shù)美國(guó)Pixim公司在斯坦福大學(xué)20世紀(jì)90年代技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上研發(fā)了一種基于CMOS技術(shù)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(qiáng)的寬動(dòng)態(tài)功能來獲得高質(zhì)量的圖片。寬動(dòng)態(tài)功能劃時(shí)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(dá)到比CCD更真實(shí)、更清晰的影像。在寬動(dòng)態(tài)處理上，DPS(ISP)采用的是每一個(gè)畫素單獨(dú)曝光和ARMCPU的控制技術(shù)，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)值上來說，采用DPS(ISP)技術(shù)的CMOS攝影機(jī)就目前的處理技術(shù)，其動(dòng)態(tài)范圍即可到達(dá)95dB，甚至可至120dB(好笑的是,這些數(shù)值大a&s大陸的技術(shù)顧問都不認(rèn)同廠商的說法)。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)的攝影機(jī)在數(shù)字影像傳感器里每一個(gè)畫素中都使用了一個(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(CMOS最大特點(diǎn))。寬動(dòng)態(tài)與攝像機(jī)其它光學(xué)技術(shù)的區(qū)別寬動(dòng)態(tài)技術(shù)與背光補(bǔ)償背光補(bǔ)償是對(duì)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(dòng)態(tài)通常需要雙掃描的CCD，即在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)可以進(jìn)行兩次拍照的CCD，利用這個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行一次短時(shí)間的拍照輸出一副圖像，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行拍照輸出一幅暗的或者亮的圖像，將2個(gè)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(dá)到較好的視覺效果。從畫面處理方面來說，背光補(bǔ)償是把整畫面加亮，寬動(dòng)態(tài)是把亮的調(diào)暗，暗的調(diào)亮。強(qiáng)光抑制和寬動(dòng)態(tài)強(qiáng)光抑制技術(shù)能有效抑制強(qiáng)光點(diǎn)直接照射造成的光暈偏大，視頻圖像模糊，能自動(dòng)分辨強(qiáng)光點(diǎn)，并對(duì)強(qiáng)光點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償以獲得更清晰的圖像。加入強(qiáng)光抑制濾光處理芯片的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以有效抑制迎面的強(qiáng)光，在夜間監(jiān)控道路車輛時(shí)，能較清晰的捕捉車輛車牌，并通過局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)把真實(shí)完整的畫面快速傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)查看。適用于收費(fèi)站、停車場(chǎng)出路口等區(qū)域。 強(qiáng)光抑制道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)要求在夜間清楚拍攝車牌照，這就要求強(qiáng)光抑制指標(biāo)要好。在專業(yè)廣播電視攝像機(jī)，這個(gè)指標(biāo)叫低垂直光斑。采用此項(xiàng)技術(shù)的攝像機(jī)，可以有效抑制迎面的強(qiáng)光，使車牌照較清晰的被捕捉到，畫面真實(shí)完整。很多道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)采用“日蝕”技術(shù)，在夜間拍攝車牌很好，但在白天也經(jīng)常出現(xiàn)“日蝕”，這就影響了整體圖像的美觀和完整性。強(qiáng)光抑制攝像機(jī)是專門用于監(jiān)控夜間行駛車輛前車牌的設(shè)備，寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)是用于監(jiān)控光線強(qiáng)度差異較大的監(jiān)控環(huán)境。強(qiáng)光屏蔽是強(qiáng)光抑制的一種，是強(qiáng)光抑制的一種極致，寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)能夠把迎面車輛的前燈強(qiáng)光屏蔽,從而避免強(qiáng)光而干擾司機(jī)觀察路面情況,有效防止交通事故的發(fā)生。寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的主要應(yīng)用場(chǎng)所 目前寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)主要應(yīng)用于金融行業(yè)，其次是停車場(chǎng)、廣場(chǎng)、大廈出入口、港口、道路收費(fèi)站等強(qiáng)逆光場(chǎng)所。銀行營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)一般都位于臨街路邊，大廳光線充足，用戶接待臺(tái)面向窗戶，顧客則背向窗戶。監(jiān)控?cái)z像機(jī)需要監(jiān)看和記錄的目標(biāo)是營(yíng)業(yè)員的工作過程、用戶的面部細(xì)節(jié)、大廳里人員活動(dòng)的細(xì)節(jié)、營(yíng)業(yè)廳窗外的人、物細(xì)節(jié)及顧客從營(yíng)業(yè)廳外進(jìn)入營(yíng)業(yè)廳及從營(yíng)業(yè)廳里離開到