主頁（http://www.by236.com）：淺談DPS與CCD的寬動態功能 寬動態攝像機能解決應用中所遇到的所有背光問題嗎? 在監控攝像機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,背光補償技術被最先提出并應用到了實際環境中,來解決這種問題.但這種技術只是部分解決了背光的情況,對于畫面整體的畫面明暗調節還是不能達到另人滿意的效果.而之后便又有了一種叫做寬動態攝像機的技術出現,并試圖填補了背光補償技術針對明暗處理效果的不足,而實際用中這種技術也確實大大提高了攝像機對背光環境的適應能力. 現在寬動態技術能很好的解決畫面明暗之間的把反差問題.并廣泛的運用于背光比較多的銀行ATM機,大廳的服務窗口等經常有強光直接影響的地方,這種能看清楚背光下的前景與背景的攝像機比起簡單的背光補償功能是一個極大進步. 然寬動態技術出來了幾年后,隨著有了CCD和DPS兩種主流技術的相繼出現.而且在實際的應用過程中也有了背光補償不可取代的優勢但是做為能將攝像機具有人眼功能的寬動態技術是怎樣以人眼的工作方式來適應所有的背光環境的呢,它有沒有其不可避免的局限性呢? 寬動態的特色 DPS寬動態目前以最大120Db的動態范圍一直被看做是未來寬動態發展的重要趨勢.其最大的特點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,能根據自己想看的事物光線的強弱調節. 寬動態在實際應用中的效果如下
傳統CCD攝像機單次采樣曝光的圖像
DPS攝像機逐點采樣多次曝光的圖像 寬動態的發展歷史 CCD成像器件在上世紀60年代初開始應用，現在技術發展的已經非常成熟。從數碼相機、監控攝像機到專業廣播級攝像機大部分在使用CCD。但在廣播級攝像機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是采用2/3英寸3CMOS成像的，各項指標都不低于CCD攝像機。在監控行業一直是CCD攝像機的天下，但近兩年DPS成像技術的寬動態攝像機漸漸進入人們的視線。從原理上講，CCD寬動態攝像機是采用2次曝光技術進行DPS處理，而DPS(Digital Pixel System)數字成像系統，是每個像素點將光信號直接轉換數字信號，每個像素點根據射入光線的亮度計算曝光時間，它的寬動態范圍可以達到120dB 。從原理上講DPS技術更先進，它能像人的眼睛所具有的寬動態調節功能。雖然它剛剛投入商業運作才兩三年，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，但已經在寬動態方面顯示出優異的性能。由于CCD在原理上的局限性，在寬動態技術上不可能有很大的發展，而DPS技術還處于年輕的發展期，因此在寬動態攝像機的照度上，還達不到很好的指標，在光線很強的白天，寬動態效果很好，在光線較暗的時候，寬動態效果不明顯。但隨著DPS技術的發展，它的全項指標將趕超CCD，將逐漸接近人眼的自動調節功能，而寬動態功能也將成為攝像機必備的基本功能。 其優勢在哪,缺點在哪? 那寬動態的優缺點在哪里呢?我們先從寬動態的概念來認識它. 什么叫寬動態?簡單地說寬動態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。 寬動態的表現方式以“倍數”或“dB”來表示，在以100IRE為標準時，換算公式：N dB=20log(V2/V1)。普通攝像機(稱V1)的寬動態值為10dB ,如寬動態為48 dB ，與普通攝像機之間的差為38 dB，V2/V1=80，說明與普通攝像機寬動態差為80倍，松下第三代寬動態攝像機是54 dB，V2/V1=160倍。 池上ISD-A10攝像機典型動態范圍95 dB，V2/V1=17782倍，最大寬動態范圍120dB，V2/V1=316227倍。 從“倍數”上看，采用Pixim DPS技術的攝像機，寬動態范圍要比CCD寬動態范圍有極大的提高。 對于DPS技術，每個像素對應的光線都可以優化曝光，每一幀數據讀取時間只需0.8毫秒(傳統CCD技術則需數十毫秒)，這樣系統可以對每個像素進行多次單獨采樣;而成像系統控制著每個像素的最佳采樣時間，在每個像素達到最佳狀態時存儲像素信息。在所有像素被采集后，系統再對其進行處理，最終形成高質量的圖像。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暗或被破壞。
DPS攝像機工作原理圖 采用傳統CCD圖像傳感器的攝像機在采集一幅圖像的過程中只對整個圖像采樣一次，必然會出現對整個圖像中明亮的區域過度曝光，或較暗的區域欠曝光的現象。CCD寬動態技術是采用特殊DSP(數字信號處理)電路，對明亮部分進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，在技術上很難在有重大突破，有的CMOS技術已經達到160dB,可以說未來的監控攝像機屬于寬動態攝像機，寬動態技術屬于CMOS 。 雖然DPS寬動態技術比CCD有更大范圍.其完全不同的明音處理方式是CCD所無法達到的.可是DPS寬動態技術是基于CMOS圖像成像器件,其最大的缺點就是照度不是很低,只要是在光線偏暗的環境就能出現明顯的噪點.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要表現優秀,可是CCD由于是采用雙速成像的原理.其處理后的畫質遠比不上DPS技術寬動效果來得逼真.其實CCD寬動態功能實際上是一種背光補償的升級版.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.所以在實際應用中,對于有寬動態的功能的針孔攝像機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安裝角度盡量避開強光的干擾.所以寬動態技術也并不能完全解決我們使用中所遇到的所有背光情況.
寬動態中的噪音如何消除----數字降噪技術是真實有用還是只是個噱頭
|
