文/余威錦 廣州美電貝爾電業(yè)科技有限公司產品主管
何謂寬動態(tài)攝像機?
動態(tài)范圍(Dynamic Range)是指攝像機支持的最大輸出信號和最小輸出信號的比值，或者說圖像最亮部分與最暗部分的灰度比值。普通攝像機的動態(tài)范圍一般在1:1000(60dB)左右，而寬動態(tài)(Wide Dynamic Range，WDR)攝像機的動態(tài)范圍能達到1:1800-1:5600(65-75dB)，最大可達到120dB。
寬動態(tài)技術主要用來解決攝像機在寬動態(tài)場景中采集的圖像出現亮區(qū)域過曝而暗區(qū)域曝光不夠的現象。簡而言之，寬動態(tài)技術可以使場景中特別亮的區(qū)域和特別暗的區(qū)域在最終成像中同時看清楚。
寬動態(tài)攝像機的發(fā)展趨勢
寬動態(tài)技術的實現方式主要有兩種：一是使用非線性傳感器的單次曝光方案，這類傳感器對不同照度的靈敏度表現不同，僅一次曝光即可使采集的圖像具備較寬的動態(tài)范圍;二是基于多幀圖像合成的多次曝光方案，不同幀之間的曝光時間有差異，對明亮部分進行短曝光，使高亮度區(qū)域的灰階范圍更大，對暗的部分進行長曝光，使低亮度區(qū)域的灰階范圍更大，最終多個不同曝光時間的幀合成擁有更寬動態(tài)范圍的圖像。
目前市場上主流的寬動態(tài)技術以多次曝光多幀合成方案為主。以多幀合成寬動態(tài)技術實現的硬件載體而言又可將其分為兩類：第一是在攝像機的圖像傳感器上實現多次曝光及合成，這種傳統(tǒng)方式需要攝像機對接的圖像傳感器本身具有寬動態(tài)的功能，現在市場上絕大部分寬動態(tài)攝像機均屬于這種類型的;第二是在攝像機的芯片ISP圖像處理上實現多次曝光及合成，這種實現方式可以對接不具有寬動態(tài)功能的普通圖像傳感器，但要求圖像傳感器具有比較高的幀率。
寬動態(tài)攝像機涉及到的最新技術發(fā)展現狀及存在的問題
目前市面還存在另一種形式的“假”寬動態(tài)，即數字寬動態(tài)。數字寬動態(tài)并沒有達到真正意義上的擴大成像動態(tài)范圍的目的，而是通過軟件的圖像后處理算法提高了局部區(qū)域的對比度，一般由攝像機ISP模組實現。我們肉眼可辨別的灰階范圍十分有限，而實際上計算機卻可以區(qū)分非常微弱的灰度差異，數字寬動態(tài)正是通過圖像處理算法將這些微弱的差異增強到肉眼足以區(qū)分。背光補償也是采用類似的圖像處理算法實現的。
市場上主流的多次曝光多幀合成的寬動態(tài)技術受限于其實現方式，本身也存在著很多固有的缺陷。一是源自它在高亮區(qū)域短曝特征，會導致在日光燈場景下亮區(qū)域出現橫條紋閃爍，這是常見的日光燈工頻引起的閃爍現象，因為在亮區(qū)域的曝光時間非常短，沒有達到抗閃所需的最低曝光時間;二是源自它在暗區(qū)域長曝特征，當物體進行高速運動時會因過長的曝光時間而產生拖影現象，這種“真”寬動態(tài)為硬件寬動態(tài)。
分析寬動態(tài)攝像機的應用領域
寬動態(tài)攝像機的 應用范圍主要會在金融行業(yè)項目，其監(jiān)視區(qū)域在工作人員日常辦理業(yè)務的營業(yè)廳，通常營業(yè)廳的室內設計模式均以玻璃門為主，室外的自然光線會通過玻璃門透射到室內，攝像機在監(jiān)視門口區(qū)域時會因室外光線過曝看不清楚進出的人員，采用寬動態(tài)攝像機有效地將室內外曝光過亮及暗區(qū)進行比例調整;其它區(qū)域為柜員機前置攝像機監(jiān)視，傳統(tǒng)在柜員機使用的攝像機主要會選擇開啟攝像機具有的背光補償功能，開啟后圖像會犧牲背景圖像，在監(jiān)視人臉部時提高亮度，從而可看清楚人臉進行識別;隨著行業(yè)對圖像質量要求越來越高，用戶更要求需要平衡圖像在背景與人臉部識別的效果，寬動態(tài)技術的出現解決了這個問題，在背景的圖像處理中有效抑制曝光，在監(jiān)視中部區(qū)域時提高亮度，從而將兩方面的圖像比例進行調整，獲得優(yōu)質的圖像效果。第二種常見的應用區(qū)域在走廊，消防通道場所，一般走廊旁邊會有窗戶，監(jiān)看過往人員時會因室外光線原因看不清楚人臉等身體部位，采用寬動態(tài)攝像機將室內外之間過曝區(qū)域及暗區(qū)進行調整。
a&s傳媒是全球知名展覽公司法蘭克福展覽集團旗下的專業(yè)媒體平臺，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動化產業(yè)前沿產品、技術及市場趨勢的專業(yè)媒體傳播和品牌服務。從安全管理到產業(yè)數字化，a&s傳媒擁有首屈一指的國際行業(yè)展覽會資源以及豐富的媒體經驗，提供媒體、活動、展會等整合營銷服務。
粵公網安備 44030402000264號
