寬動態(tài)攝像機與CCD+DSP、CMOS+DPS技術

成都弱電公司訊：

寬動態(tài)技術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。當在強光源(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，嚴重影響圖像質量。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、從技術實現(xiàn)上主要分為如下兩種

1、CCD+DSP技術：

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：

DPS采用的是每一個像素單獨曝光和控制技術，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技術的CMOS攝像機就目前的處理技術，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，能夠滿足應用的要求。使用這種技術的攝像機在數(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。

目前通用監(jiān)控網絡攝像機大多采用CMOS+DPS寬動態(tài)技術，應用場景比較廣泛，包括金融、教育、交通等多個領域。寬動態(tài)已經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)已經基本成為IPC標配功能。多幀合一的寬動態(tài)處理成為技術發(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，以上技術為達到更加出色的寬動態(tài)處理做了鋪墊。寬動態(tài)技術已經成為衡量一款攝像機性能的重要指標。就目前來看，標配寬動態(tài)功能，已經成為各IPC廠商的共識。