摄像机宽动态.doc

视界之龙浅谈摄像机宽动态宽动态（WDR）可以通过数字信号处理来整合多张在不同时间的曝光图片，从而提高图像的黑暗部分和降低图像的高亮部分。摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围DynamicRange”。摄像机宽动态开启效果对比实现宽动态的技术有两种，CCD+DSP技术和CMOS+DPS(ISP)技术1.CCD+DSP技术DSP芯片是一种特殊的微处理器，根据数字信号处理理论的数学模型和算法，设计出专门的数字信号微处理器芯片。计算程序全部“硬化”，数字滤波器所需要的其他设备也全部集成、硬化，比如加法器、存储器、控制器、输入/输出接口，甚至其他类型的外部设备等。许多在模拟信号处理器中无法进行的工作，都可以在数字处理中进行，如二维数字滤波、数字动态影像检测、数字背景光补偿、肤色轮廓校正、细节补偿频率调节、准确的彩色矩阵、精确的校正、自动聚焦等。超级宽动态技术常使用双速CCD配合DSP的处理方式。这种双曝光(或双快门)技术的核心是针对明暗反差较大的场景，摄影机先对明亮区域进行一次快速曝光，得到一幅亮部区域清晰正常的影像并存储到数据缓冲存储器中;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影像也存储到数据缓冲存储器中。以上曝光完毕后，利用DSP特有的图像处理合并运算法，将两幅影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暗区域都清晰可见的影像。这样就能避免亮部曝光过度和暗部曝光不足的问题，从而使整个画面明区与暗区都清晰可见，以实现宽动态的处理效果。但如果采用不同品牌型式的DSP芯片，在具体细节上就会有明显差别，比如对灵敏度、色还原度、白平衡等的处理。2.CMOS+DPS(ISP)技术美国Pixim公司在斯坦福大学20世纪90年代技术发展基础上研发了一种基于CMOS技术的新型的影像撷取系统DPS(ISP数字像素处理系统)，此系统可以通过其超强的宽动态功能来获得高质量的图片。宽动态功能划时代地提升了一幅影像中亮和暗区域的影像拍摄效果，可以达到比CCD更真实、更清晰的影像。在宽动态处理上，DPS(ISP)采用的是每一个画素单独曝光和ARMCPU的控制技术，相比于CCD的两次曝光成像有了更高的动态范围。从数值上来说，采用DPS(ISP)技术的CMOS摄影机就目前的处理技术，其动态范围即可到达95dB，甚至可至120dB(好笑的是,这些数值大a&s大陆的技术顾问都不认同厂商的说法)。在扩大动态范围的同时，DPS也解决了CCD传感器在处理动态范围和色彩真实性上的不足，其色彩还原性更加真实，能够满足应用的要求。使用这种技术的摄影机在数字影像传感器里每一个画素中都使用了一个模拟数字转换器(ADC)，在捕捉到光信号时直接转化为数字信号，最大程度地降低了信号在排列中的衰减和干扰(CMOS最大特点)。宽动态与摄像机其它光学技术的区别宽动态技术与背光补偿背光补偿是对画面整体加亮，是通过DSP芯片处理成的，一般的CCD可以完成这功能，而宽动态通常需要双扫描的CCD，即在一个信号周期内可以进行两次拍照的CCD，利用这个特点进行一次短时间的拍照输出一副图像，再根据现场情况进行拍照输出一幅暗的或者亮的图像，将2个图像通过DPS芯片组合生成一种暗的地方加亮，亮的地方变暗”的合成图像，从而达到较好的视觉效果。从画面处理方面来说，背光补偿是把整画面加亮，宽动态是把亮的调暗，暗的调亮。强光抑制和宽动态强光抑制技术能有效抑制强光点直接照射造成的光晕偏大，视频图像模糊，能自动分辨强光点，并对强光点附近区域进行补偿以获得更清晰的图像。加入强光抑制滤光处理芯片的网络摄像机可以有效抑制迎面的强光，在夜间监控道路车辆时，能较清晰的捕捉车辆车牌，并通过局域网、广域网把真实完整的画面快速传输至远程监控中心，用户可以在任何时间、任何地点查看。适用于收费站、停车场出路口等区域。 强光抑制道路监控摄像机要求在夜间清楚拍摄车牌照，这就要求强光抑制指标要好。在专业广播电视摄像机，这个指标叫低垂直光斑。采用此项技术的摄像机，可以有效抑制迎面的强光，使车牌照较清晰的被捕捉到，画面真实完整。很多道路监控摄像机采用“日蚀”技术，在夜间拍摄车牌很好，但在白天也经常出现“日蚀”，这就影响了整体图像的美观和完整性。强光抑制摄像机是专门用于监控夜间行驶车辆前车牌的设备，宽动态摄像机是用于监控光线强度差异较大的监控环境。强光屏蔽是强光抑制的一种，是强光抑制的一种极致，宽动态摄像机能够把迎面车辆的前灯强光屏蔽,从而避免强光而干扰司机观察路面情况,有效防止交通事故的发生。宽动态摄像机的主要应用场所 目前宽动态摄像机主要应用于金融行业，其次是停车场、广场、大厦出入口、港口、道路收费站等强逆光场所。银行营业网点一般都位于临街路边，大厅光线充足，用户接待台面向窗户，顾客则背向窗户。监控摄像机需要监看和记录的目标是营业员的工作过程、用户的面部细节、大厅里人员活动的细节、营业厅窗外的人、物细节及顾客从营业厅外进入营业厅及从营业厅里离开到