寬動態(tài)攝像機技術發(fā)展與應用

這次池上公司將其在攝像機領域領先的低垂直光斑和背光補償、色彩調節(jié)等技術與Pixim技術相結合，推出超級動態(tài)ISD-A10攝像機。

在任何光亮條件的正常的或寬動態(tài)范圍場景下，Pixim的DPS芯片集排列緊密，易于形成一定形狀，能拍攝非常優(yōu)質的圖像。在現(xiàn)存模擬技術拍攝實際圖像時，由于光線的不斷變化和物體顏色精確還原的限制出現(xiàn)物體識別差和圖像色彩還原差等缺陷，而用Pixim成象技術的連貫性和準確性克服了這些缺陷。DPS圖像傳感器在每一個像素上將光信號轉換成數(shù)字信號，使得每一個像素有獨立的和最優(yōu)化的曝光時間來產(chǎn)生高品質、高顏色精度的圖像。

三、Pixim的DPS技術背景

Pixim公司開發(fā)研制出一種優(yōu)于傳統(tǒng)CCD的有專利的DPS成像技術，它標志著圖像技術在基礎原理上的突破。DPS技術由美國斯坦福大學電子工程學教授AbbaselGamal與其帶領的博士研究生DavidYang(楊曉東)于1993年開發(fā)而成，后來被授權給楊曉東博士于1999年創(chuàng)立的Pixim公司。自此以后,Pixim公司對DPS概念和技術申請了56項專利，其中42項已經(jīng)生效。

DPS成像技術在視頻攝像捕捉和處理圖像過程中有著變革性的意義。采用該技術拍攝出高質量的移動和靜止圖像超過任何現(xiàn)有的其它技術。所謂DPS平臺,通過在一個優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi),將圖像捕捉和處理結合起來，Pixim的成像系統(tǒng)具有無可比性的功能。Pixim提供了完整的數(shù)字成像系統(tǒng)包括一個圖像傳感器、圖像處理器、攝像機參考設計方法,軟件和關鍵算法,使攝像機易于開發(fā)設計和形成高質量、高級性能的攝像機。

四、Pixim的DPS技術的基本原理

DPS技術的核心發(fā)明是在每個象素點在捕捉圖像時將光信號轉換數(shù)字信號——由模擬到數(shù)字轉換ADC(analog-to-digitalconverter),這樣使信號衰減和色度亮度串擾降到最小，使傳感器為每個像素提供最佳、獨立的曝光次數(shù)，一旦數(shù)據(jù)以數(shù)字形式被捕獲，多種多樣的數(shù)字信號處理技術被用于再現(xiàn)最好的圖像。即使在極端照明的條件下的高動態(tài)范圍場景，都能拍出還原準確的低噪波圖像。

Pixim的DPS技術使用被稱為“多點采樣”的技術，這個技術用于收集信息，以實現(xiàn)高品質的圖像和寬動態(tài)范圍。在一個單獨的捕獲畫面（在視頻中一般每秒50到60次），每個像素被獨立地無破壞性地多次取樣。成像系統(tǒng)決定最佳取樣時間和存儲像素信息在像素飽和前，并不再保留額外的電荷。在下面圖表中，亮的像素被存儲在時間軸T2，在它達到100%飽和前的最近一次抽樣時間。

暗的象素積累電荷更慢一點而且將用更多的時間直到它被取樣存儲在T6。每個象素捕捉到的存儲信息值（強度、時間、噪波彌補）被并行處理，然后轉換成高質量的圖像。對比之下，其它技術每幀設定一個曝光時間，并同時對每個像素取樣，結果導致一些圖像的象素曝光不足（太暗了），還有一些像素曝光過度了（太亮了）。

Pixim的第一個基于DPS技術產(chǎn)品D2000視頻成像系統(tǒng)是由數(shù)字成像傳應器和數(shù)字圖像處理器組成。數(shù)字成像傳應器和數(shù)字圖像處理器很像人的眼睛和大腦，雙向實時交互捕獲可能的最高質量的圖像。就像人走進了黑暗的房子，大腦指揮人的眼睛瞳孔去尋找光亮，數(shù)字圖像處理器載入新的編碼進入傳感器不僅改變曝光時間而且改變實際圖像捕捉計算方法。結果是在特別的圖像特性和光亮條件下，獲得最佳圖像。

因為每一象素都有自己的模擬-數(shù)字轉換器，產(chǎn)生的信息被獨立捕捉和處理，每一個象素在其攝像機內(nèi)都起到了作用。在圖像傳感器的象素排列位置上，每一個象素的曝光時間被調節(jié)去處理獨特的光條件。基于DPS系統(tǒng)平臺制造的一個攝像機實質上都有成千上萬的獨立攝象單元，每個攝象單元機都盡可能的創(chuàng)作最好的圖像。這些圖像然后被結合起來創(chuàng)造一幀高質量的視頻畫面或圖片。由于成象技術不斷向整個數(shù)字系統(tǒng)靠近，Pixim的DPS技術將會給高質量的視頻攝