寬動(dòng)態(tài)技術(shù)讓視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)如虎添翼

　　但是，一般CCD攝像機(jī)并不具有這種雙曝光的功能，這是因?yàn)橐话愕耐ㄓ秒娐沸酒荒軐?shí)現(xiàn)這樣高速運(yùn)算，而高速DSP，就具有200K個(gè)高速運(yùn)算門(mén)電路的運(yùn)算速度，同事解決了雙曝光的兩圖像的分別記憶儲(chǔ)存，緊接著即可合成計(jì)算的功能，合成處理后再按標(biāo)準(zhǔn)制式實(shí)時(shí)輸出視頻圖像信號(hào)。

　　顯然，如果再根據(jù)圖像的最暗區(qū)域至最亮區(qū)域的中間過(guò)度范圍的整體評(píng)估，再對(duì)圖像進(jìn)行三次中間層次的曝光，這樣就得到三幀針對(duì)過(guò)度范圍內(nèi)亮度不同的曝光圖像。然后通過(guò)特有的圖像識(shí)別算法，將上述5幅圖像當(dāng)中亮度適當(dāng)?shù)牟糠址謩e切割下來(lái)，再在一幀新的圖像中合成起來(lái)，就會(huì)完成并最終輸出比僅有2次曝光取樣更加滿意的圖像。

　　盡管款動(dòng)態(tài)CCD攝像機(jī)與傳統(tǒng)CCD攝像機(jī)相比，在技術(shù)上有了一次突破，現(xiàn)在已發(fā)展到第三代CCD寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，寬動(dòng)態(tài)范圍也達(dá)到了160倍，或說(shuō)54db。而采用五次采樣方式，CCD寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍最多也只能達(dá)到66db。而現(xiàn)在已推出的CMOS寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，其寬動(dòng)態(tài)范圍已能達(dá)到120db。

　　CMOS寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的方法有：雙斜率輸出模式、對(duì)數(shù)輸出模式、伽馬校正輸出模式、線性-對(duì)數(shù)輸出模式與CMOS-DSP數(shù)字像素式等。下面就簡(jiǎn)要的介紹一下CMOS-DSP數(shù)字像素式的CMOS攝像機(jī)擴(kuò)展范圍的原理。

　　CMOS-DSP是繼CMOS-PPS與CMOS-APS之后的第三代CMOS寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)。所謂DSP，即數(shù)字像素系統(tǒng)，CMOS-DPS攝像機(jī)就是數(shù)字像素系統(tǒng)的攝像機(jī)。傳統(tǒng)的CCD和CMOS攝像機(jī)傳感器都是為每一列或每一行像素點(diǎn)配備一個(gè)模擬轉(zhuǎn)換器（A/D），每個(gè)像素點(diǎn)的輸出都是模擬光信號(hào)，存在著噪聲大和輸出時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。而DSP是在圖像傳感器的每一個(gè)像素點(diǎn)上包含了一個(gè)10位A/D轉(zhuǎn)換器，即在CMOS攝像機(jī)圖像傳感器上的有源像素捕捉到光信號(hào)時(shí)，直接將其放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而可將陣列上的信號(hào)退化和串?dāng)_降到最小，并允許采用更好的降噪辦法，一旦數(shù)據(jù)以數(shù)字格式捕獲，就可以采用各種數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)真正重現(xiàn)圖像。顯然，DSP技術(shù)中的圖像傳感器和圖像處理器是全數(shù)字式的，并采用32位ARMCPU精確控制每個(gè)像素，使每個(gè)像素獨(dú)立完成采樣和曝光，并直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，是目前市面上唯一的，真正的全數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。

　　寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)能否智勇雙全

　　對(duì)于攝像機(jī)，如果把其靈敏度看作“勇”，寬動(dòng)態(tài)能力看作“智”的話，寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)能做到智勇雙全嗎？

　　寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了普通攝像機(jī)在光線明暗交差成像的缺點(diǎn)，但是同時(shí)也出現(xiàn)了相應(yīng)的不足，畢竟寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是針對(duì)專(zhuān)一環(huán)境的專(zhuān)用功能。往往是動(dòng)態(tài)范圍大的攝像機(jī)，其靈敏度低，高靈敏度的攝像機(jī)動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)小，也就是說(shuō)目前寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)在環(huán)境光線足夠時(shí)完全能夠滿足環(huán)境的需求，呈現(xiàn)出高質(zhì)量的圖像，但在低照度情況下的實(shí)用狀況并不是那么理想，噪點(diǎn)過(guò)大。在夜間低照度的情況下，圖像會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似雪花點(diǎn)的現(xiàn)象，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)其它現(xiàn)象，如：剛裝上去調(diào)試好是正常的，過(guò)段時(shí)間之后畫(huà)面會(huì)出現(xiàn)偏色。據(jù)了解，這個(gè)現(xiàn)象與環(huán)境的影響或攝像機(jī)本身設(shè)置有關(guān)，一般寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)出現(xiàn)偏色都與白平衡有關(guān)，如果原本在調(diào)試的時(shí)候設(shè)置為自動(dòng)跟蹤白平衡圖像就會(huì)隨著環(huán)境的變化而產(chǎn)生不同的白平衡效果，將白平衡模式調(diào)整為自動(dòng)白平衡即可解決。另外，在安裝的過(guò)程中安裝的位置對(duì)圖像亦有偏差的影響，應(yīng)盡量避免安裝在強(qiáng)光反射點(diǎn)的位置。

　　眾所周知，寬動(dòng)態(tài)打開(kāi)時(shí)，其它方面的指數(shù)就會(huì)有所降低，比如清晰度、靈敏度、色彩等等，畫(huà)面有可能會(huì)變得稍微模糊，色彩飽和度下降，畫(huà)面顯得較淡；在低照度環(huán)境中靈敏度下降等，此外還面臨與WD的平衡、同步提升的問(wèn)題。另外現(xiàn)在很多寬動(dòng)態(tài)功能范圍相差很大，低的有52db、54db，高的有75db、123db，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)量?，F(xiàn)在在行業(yè)內(nèi)也有機(jī)構(gòu)正在積極推進(jìn)此事，相信隨著規(guī)范的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)之后，會(huì)對(duì)行業(yè)門(mén)內(nèi)寬動(dòng)態(tài)的指標(biāo)參數(shù)有更好的規(guī)范作用，避免混淆視聽(tīng)。

　　寬動(dòng)態(tài)為視頻智能分析奠定了強(qiáng)大的基礎(chǔ)

　　一種具有寬動(dòng)態(tài)范圍(WDR)特性的新式安保攝像機(jī)可以提高視頻圖像的精度，使傳輸給視頻分析的數(shù)據(jù)更穩(wěn)定，質(zhì)量更高。

　　WDR指攝像機(jī)能夠以最高的明暗比捕捉圖像。換句話說(shuō)，即使在高反差照明、強(qiáng)逆光、眩光、反光和其它無(wú)法控制或變化不定的照明條件下，WDR攝像機(jī)都可以同時(shí)捕捉一個(gè)場(chǎng)景中最亮和最暗區(qū)域的細(xì)節(jié)和準(zhǔn)確色彩。

　　WDR的衡量單位是分貝(dB)。一般而言，有效的視頻分析要求攝像機(jī)提供100分貝或更高的動(dòng)態(tài)范圍，從而使同一場(chǎng)景中不同照明區(qū)域能生成噪聲極低(高信噪比)、色彩準(zhǔn)確、圖像質(zhì)量?jī)?yōu)秀、細(xì)節(jié)突出的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。

　　視頻分析算法必須不斷根據(jù)攝像機(jī)“看到”的東西進(jìn)行評(píng)估或做出最佳猜測(cè)，以區(qū)分前景和背景、靜止和移動(dòng)物體，以及視頻偽影或其它傳感器錯(cuò)誤和目標(biāo)敏感事件。

　　WDR攝像機(jī)能傳輸穩(wěn)定的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，優(yōu)化視頻應(yīng)用程序的算法，從而實(shí)現(xiàn)精確評(píng)估和識(shí)別。其生成的高質(zhì)量圖像在整個(gè)場(chǎng)景(亮區(qū)和陰影)中正確曝光，色彩逼真度高，特征表現(xiàn)銳利，細(xì)節(jié)突出，圖像偽影較少存在或不存在，視頻噪聲低。