‧ 淺析未來寬動態視頻監控攝影機技術發展

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 　　由於自然光線的排列是從120000Lux到星光夜裏的0.00035Lux，室內照度為100Lux，而外面風景的照度可能是10000Lux，因此當攝像機從室內看窗戶外面，兩者對比就10000/100=100∶1。這個對比人眼能很容易地看到，因為人眼能處理1000∶1的對比度，但傳統的安防監控攝像機則不行，因為它只有3∶1的對比性能。

　　因此，在出現明暗反差較大或逆光的場景應用安防監控攝像機時，會使整個圖像中明亮的區域曝光過度、較暗的區域曝光不足，而看不清圖像最亮與最暗部分。如在銀行儲蓄所、重要場所出入口等。因為從窗外射入的強光和從天花板上的螢光燈照射的柔和光線都可能對當時室內外景象的捕獲造成困難，不能同時將反差很大的室內外場景清晰地拍攝下來。

　　其所拍攝圖像會出現背景過亮前景過暗，或背景清晰前景過暗及前景適合背景過亮的情況。最早的解決方法，一般會採用背光補償技術或在室內外架設兩台攝像機來適應較大的光線反差，但效果不理想。擴展動態範圍的技術隨之應運而生，即現今所說的寬動態 WDR (Wide Dynamic Range)技術。

　　松下從1977年首推第一代寬動態CCD攝像機起;到1999年又推出了第二代;2003~2008年再次推出第三代超級動態CCD攝像機。在此期間，索尼、JVC、三星等也相繼推出了自已的寬動態CCD攝像機。至今在安防監控領域一次又一次的技術改革中，帶動了安防產業的飛速發展。

　　CCD寬動態技術是採用特殊DSP(數位信號處理)電路，對明亮部分進行最合適的快門速度曝光，其後再對暗的部分用最合適的快門速度曝光，然後將兩個圖像進行DSP處理重新組合，使明亮的部分和黑暗的部分皆可看清。這種160倍動態範圍技術雖具有大的寬動態，實現圖像灰度的優化等優點，但其對DSP性能(特別是處理速度)要求很高。目前，由於CCD的特性限制，即便採用多次曝光取樣方式，攝像機的寬動態範圍也只能到66dB。

　　顯然，由於CCD的感光特性限制，在技術上很難再有重大突破，而CMOS攝像機由於其圖像感測器本身的優異性能，或有突出的表現。如一般的線性輸出模式的動態範圍就可達40~60dB.

　　加拿大Dalsa公司採用線性-對數輸出模式的IM28-SA型CMOS攝像機，其動態範圍就可高達120dB;Apical有限公司結合Altera的CycloneIII和CycloneIVFPGA，利用Aptina MT9M033720p WDR CMOS圖像感測器也推出了明亮部分和暗的部分都看得清楚的CMOS寬動態攝像機.

　　美國PIXIM公司開發了CMOS-DPS技術，其晶片組從D1000、D1500、D2000到D2500在性能上有了飛速提高：其圖像清晰度從480線提升到540線以上;最低照度1.0Lux/F1.2到0.5Lux/F1.2;典型寬動態範圍從95dB到120dB。據消息透露，有的CMOS的寬動態技術甚至已能達到160dB。　因此可預見，未來的監控攝像機屬於寬動態攝像機，而寬動態技術則屬於CMOS。

本篇文章來源於中國安防網：http://news.c-ps.net/2011/5/62748.html