主頁（http://www.by236.com）：淺談DPS與CCD的寬動態(tài)功能 寬動態(tài)攝像機(jī)能解決應(yīng)用中所遇到的所有背光問題嗎? 在監(jiān)控攝像機(jī)的使用中為了能看清楚同一個圖像里的明亮與暗淡的部分,背光補(bǔ)償技術(shù)被最先提出并應(yīng)用到了實際環(huán)境中,來解決這種問題.但這種技術(shù)只是部分解決了背光的情況,對于畫面整體的畫面明暗調(diào)節(jié)還是不能達(dá)到另人滿意的效果.而之后便又有了一種叫做寬動態(tài)攝像機(jī)的技術(shù)出現(xiàn),并試圖填補(bǔ)了背光補(bǔ)償技術(shù)針對明暗處理效果的不足,而實際用中這種技術(shù)也確實大大提高了攝像機(jī)對背光環(huán)境的適應(yīng)能力. 現(xiàn)在寬動態(tài)技術(shù)能很好的解決畫面明暗之間的把反差問題.并廣泛的運(yùn)用于背光比較多的銀行ATM機(jī),大廳的服務(wù)窗口等經(jīng)常有強(qiáng)光直接影響的地方,這種能看清楚背光下的前景與背景的攝像機(jī)比起簡單的背光補(bǔ)償功能是一個極大進(jìn)步. 然寬動態(tài)技術(shù)出來了幾年后,隨著有了CCD和DPS兩種主流技術(shù)的相繼出現(xiàn).而且在實際的應(yīng)用過程中也有了背光補(bǔ)償不可取代的優(yōu)勢但是做為能將攝像機(jī)具有人眼功能的寬動態(tài)技術(shù)是怎樣以人眼的工作方式來適應(yīng)所有的背光環(huán)境的呢,它有沒有其不可避免的局限性呢? 寬動態(tài)的特色 DPS寬動態(tài)目前以最大120Db的動態(tài)范圍一直被看做是未來寬動態(tài)發(fā)展的重要趨勢.其最大的特點(diǎn)就是每個像素能夠控制其多次采樣和曝光的能力與時間.就像人的眼晴一樣,能根據(jù)自己想看的事物光線的強(qiáng)弱調(diào)節(jié). 寬動態(tài)在實際應(yīng)用中的效果如下
傳統(tǒng)CCD攝像機(jī)單次采樣曝光的圖像
DPS攝像機(jī)逐點(diǎn)采樣多次曝光的圖像 寬動態(tài)的發(fā)展歷史 CCD成像器件在上世紀(jì)60年代初開始應(yīng)用，現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展的已經(jīng)非常成熟。從數(shù)碼相機(jī)、監(jiān)控攝像機(jī)到專業(yè)廣播級攝像機(jī)大部分在使用CCD。但在廣播級攝像機(jī)世界排名首位的池上公司新推出的廣播級高清硬磁盤攝錄一體機(jī)是采用2/3英寸3CMOS成像的，各項指標(biāo)都不低于CCD攝像機(jī)。在監(jiān)控行業(yè)一直是CCD攝像機(jī)的天下，但近兩年DPS成像技術(shù)的寬動態(tài)攝像機(jī)漸漸進(jìn)入人們的視線。從原理上講，CCD寬動態(tài)攝像機(jī)是采用2次曝光技術(shù)進(jìn)行DPS處理，而DPS(Digital Pixel System)數(shù)字成像系統(tǒng)，是每個像素點(diǎn)將光信號直接轉(zhuǎn)換數(shù)字信號，每個像素點(diǎn)根據(jù)射入光線的亮度計算曝光時間，它的寬動態(tài)范圍可以達(dá)到120dB 。從原理上講DPS技術(shù)更先進(jìn)，它能像人的眼睛所具有的寬動態(tài)調(diào)節(jié)功能。雖然它剛剛投入商業(yè)運(yùn)作才兩三年，芯片組從D1000、D1500、D2000到D2500幾種，圖像清晰度從480線提升到540線，最低照度從1.0Lux/F1.2,到0.5Lux/F1.2，但已經(jīng)在寬動態(tài)方面顯示出優(yōu)異的性能。由于CCD在原理上的局限性，在寬動態(tài)技術(shù)上不可能有很大的發(fā)展，而DPS技術(shù)還處于年輕的發(fā)展期，因此在寬動態(tài)攝像機(jī)的照度上，還達(dá)不到很好的指標(biāo)，在光線很強(qiáng)的白天，寬動態(tài)效果很好，在光線較暗的時候，寬動態(tài)效果不明顯。但隨著DPS技術(shù)的發(fā)展，它的全項指標(biāo)將趕超CCD，將逐漸接近人眼的自動調(diào)節(jié)功能，而寬動態(tài)功能也將成為攝像機(jī)必備的基本功能。 其優(yōu)勢在哪,缺點(diǎn)在哪? 那寬動態(tài)的優(yōu)缺點(diǎn)在哪里呢?我們先從寬動態(tài)的概念來認(rèn)識它. 什么叫寬動態(tài)?簡單地說寬動態(tài)就是場景中特別亮的部位和特別暗的部位同時都能看得特別清楚。寬動態(tài)范圍是圖像能分辨最亮的亮度信號值與能分辨的最暗的亮光信號值的比值。 寬動態(tài)的表現(xiàn)方式以“倍數(shù)”或“dB”來表示，在以100IRE為標(biāo)準(zhǔn)時，換算公式：N dB=20log(V2/V1)。普通攝像機(jī)(稱V1)的寬動態(tài)值為10dB ,如寬動態(tài)為48 dB ，與普通攝像機(jī)之間的差為38 dB，V2/V1=80，說明與普通攝像機(jī)寬動態(tài)差為80倍，松下第三代寬動態(tài)攝像機(jī)是54 dB，V2/V1=160倍。 池上ISD-A10攝像機(jī)典型動態(tài)范圍95 dB，V2/V1=17782倍，最大寬動態(tài)范圍120dB，V2/V1=316227倍。 從“倍數(shù)”上看，采用Pixim DPS技術(shù)的攝像機(jī)，寬動態(tài)范圍要比CCD寬動態(tài)范圍有極大的提高。 對于DPS技術(shù)，每個像素對應(yīng)的光線都可以優(yōu)化曝光，每一幀數(shù)據(jù)讀取時間只需0.8毫秒(傳統(tǒng)CCD技術(shù)則需數(shù)十毫秒)，這樣系統(tǒng)可以對每個像素進(jìn)行多次單獨(dú)采樣;而成像系統(tǒng)控制著每個像素的最佳采樣時間，在每個像素達(dá)到最佳狀態(tài)時存儲像素信息。在所有像素被采集后，系統(tǒng)再對其進(jìn)行處理，最終形成高質(zhì)量的圖像。即使在最苛刻的光照條件下，也可捕捉到清晰、逼真的圖像，再也不會因為陰影、眩光、反射和太陽光而使圖像發(fā)暗或被破壞。
DPS攝像機(jī)工作原理圖 采用傳統(tǒng)CCD圖像傳感器的攝像機(jī)在采集一幅圖像的過程中只對整個圖像采樣一次，必然會出現(xiàn)對整個圖像中明亮的區(qū)域過度曝光，或較暗的區(qū)域欠曝光的現(xiàn)象。CCD寬動態(tài)技術(shù)是采用特殊DSP(數(shù)字信號處理)電路，對明亮部分進(jìn)行最合適的快門速度曝光，然后再對暗的部分用最合適的快門速度曝光，然后將兩個圖像進(jìn)行DSP處理重新組合，使明亮的部分和暗的部分可以看得清楚。由于CCD的感光特性所限制，在技術(shù)上很難在有重大突破，有的CMOS技術(shù)已經(jīng)達(dá)到160dB,可以說未來的監(jiān)控攝像機(jī)屬于寬動態(tài)攝像機(jī)，寬動態(tài)技術(shù)屬于CMOS 。 雖然DPS寬動態(tài)技術(shù)比CCD有更大范圍.其完全不同的明音處理方式是CCD所無法達(dá)到的.可是DPS寬動態(tài)技術(shù)是基于CMOS圖像成像器件,其最大的缺點(diǎn)就是照度不是很低,只要是在光線偏暗的環(huán)境就能出現(xiàn)明顯的噪點(diǎn).讓使用者難以看到陽光充足時的完美圖片了.而CCD在這方面卻比CMOS要表現(xiàn)優(yōu)秀,可是CCD由于是采用雙速成像的原理.其處理后的畫質(zhì)遠(yuǎn)比不上DPS技術(shù)寬動效果來得逼真.其實CCD寬動態(tài)功能實際上是一種背光補(bǔ)償?shù)纳壈?在提高前景亮度時背景甚至整個畫面的亮度也就不可必免的也變亮了.所以在實際應(yīng)用中,對于有寬動態(tài)的功能的針孔攝像機(jī)對這種受這種因素的影響非常大,而安裝人員往往只能通過另調(diào)安裝角度盡量避開強(qiáng)光的干擾.所以寬動態(tài)技術(shù)也并不能完全解決我們使用中所遇到的所有背光情況.
寬動態(tài)中的噪音如何消除----數(shù)字降噪技術(shù)是真實有用還是只是個噱頭
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