宽动态关键技术分析

    宽动态的技术种类因sensor与图像处理器不同搭配组合下，大概可以将宽动态摄像机的技术分为三大类别形式，透过这三大类别的组合我们可以探究一下宽动态的技术衍变与应用发展。安防界大家都知道，在宽动态技术还没有真正实现应用在摄像机上的时候，只有低照度、滤光镜、调焦偏光与背光补偿等技术来因应对逆光及内外光线差的环境。但是以上这几种技术都有应用局限性，因此宽动态从特定意义上来说，很好地弥补了之前这些暂时因应的技术不足，并且给出了更好的效果。目前市场上摄像机宽动态形式有以下三种。
　　一、ccdsensor+dsp数字处理式摄像机宽动态
　　第一种dsp数字处理宽动态型式；简单一点说就是对图像进行两次曝光处理，摄像机先对明亮区域进行一次正常曝光，得到一幅亮部区域清晰正常的图像并存储到ram的缓冲区中；然后再对场景中暗部区域进行一次慢速曝光，得到一幅暗部区域画面清晰的图像也存储到数据缓冲存储器中。以上二次图像曝光完毕后，利用dsp图像处理器的图像合成处理运算法，将两幅图像当中亮度适当的部分分别切割下来，最后进行叠加合成并输出一幅明区与暗区域都清晰可见的图像。但是这种通用的方式在目前的技术上来说，都被专业人士称为是假的宽动态。
　　二、cmossensor+dps摄像机宽动态
　　这种技术是pixim公司在90年代技术发展基础上基于cmos技术的新型图像撷取系统-dps(digitalpixelsystem)数字画素处理系统。在宽动态处理上，dps采用的是每一个画素单独曝光和arm7cpu控制技术，相对于采dsp两次曝光成像有更高的动态范围。从数值上来说，采用dps技术的cmos摄像机就目前的处理技术，其动态范围即可到达95db，甚至可至120db以上。dps也解决了ccdsensor传感器在处理动态范围和色彩真实性的不足，其色彩还原性更加真实，能够满足应用的要求。cmos-dps摄像机采用的是人眼-大脑系统相同的工作模式，使图像传感器和图像处理器具有双向实时互动性。dps摄像机图像的摄取和处理过程，类似人眼和大脑的关系，在对图像进行处理和运算的同时，不断向图像传感器下达指令，不仅调整曝光时间，而且改变实际的图像捕捉运算法，实现了智能化图像处理功能。所以，在特定的图像特征和光照下，dps摄像机最终能实现提供更详尽、更完整和更真实的图像细节，从而获得最佳的图像效果。
　　但是由于dps是由每个画素单独曝光处理的技术，因其每个画像素都包含一套完整的处理电路，因此也减小了每个像素的感光面积，即感光量减少，结果是采用cmos和dps技术的摄像机，在灵敏度上是有显著差异的。
　　三、sonyeiffo-p宽动态摄像机型式
　　跟以上两种宽动态技术相比，sonyeffio系列摄像机则更具有实际的效果，effio-p则是近两年sony推出的宽动态技术方案。目前则推出effio-v与-a系列，就了解effio-v摄像机可搭配最新技术传感器，并支持ccd双扫描，能够达到真正宽动态功能，在背光及亮度极反差极大的环境下也能呈现清晰的画面。
　　值得说明的是摄像机宽动态经常被人们与blc背光补偿功能混为一谈，事实上背光补偿和宽动态的区别很容易，常规摄像机视界中的目标物体在有亮度较高的背景光情况下，如看门口或窗外的物体时，在拍摄过程中被拍摄的主体目标后面有非常亮的背景或一个点的强光源。普通摄像机对单一图像中最亮和最暗部分的平衡调整能力非常有限，一般都以摄取进来的所有光线的平均值为基准，来决定曝光等级。
　　要克服这种问题的方案我们称为为背光补偿blc（backlightcompensation）的方法通过区域理论使用在多数摄像机上。这种采用中央背光补偿模式，主要是提升视界中央部分的亮度、抑制降低视界四周部分的亮度来达到看清楚中央视界景物的目的。但这种情况下摄像机无法同时看清前景与后景的目标，与使用宽动态wdr是完全不同的理论。