寬動態(tài)攝像機技術發(fā)展與應用

一、寬動態(tài)攝像機發(fā)展過程

安防行業(yè)是一個發(fā)展迅速的市場,通過視頻監(jiān)控可以看出這個市場的廣闊前景和成長情況。視頻監(jiān)控市場包括攝像機、監(jiān)視器、數(shù)字錄像機、音視頻矩陣、畫面處理器等產(chǎn)品。近期世界范圍內的一些事件促進了在視頻監(jiān)控產(chǎn)品需求的增長，尤其是對具有高品質視頻圖像產(chǎn)品的需求。

在監(jiān)控攝像機的應用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)明暗反差較大或逆光的場景。出于安全考慮，CCD攝像機被安裝在需要監(jiān)控的室內外，由于在同一位置往往會面臨多種照明條件，很多地方照明條件分為日光和人工照明的混合光，并在不同時段下出現(xiàn)明暗反差非常大、背光等情況，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熒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，不能同時反差很大的室內外場景清晰地拍攝下來。然而對于保安行業(yè)來說，要求在復雜的光線條件下，拍攝出清晰畫面，不丟失細節(jié)。普通攝像機由于受CCD感光特性所限制，拍攝圖像會出現(xiàn)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，傳統(tǒng)攝像機一般會采用背光補償技術或在室內外放置兩臺攝像機來適應較大的光線反差，但效果不太理想。針對這種情況寬動態(tài)技術誕生了。

1977年松下公司推出第一代寬動態(tài)攝像機，它的寬動態(tài)范圍是40倍。到了1999年松下公司推出第二代超級寬動態(tài)攝像機，它的寬動態(tài)范圍達到80倍（48dB）。2005年4月松下的第三代超級寬動態(tài)攝像機問世了，它的寬動態(tài)范圍達到160倍（54dB）。目前寬動態(tài)技術主要由國外一些大的攝像機制造商掌握，雖然各家的技術方式方法不同但在使用CCD實現(xiàn)寬動態(tài)的原理基本一致。寬動態(tài)的主要技術是采用特殊DSP（數(shù)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都可以看得清楚，這需要很高的技術使色彩和清晰度損失最小。然而由于CCD的特性所限制，攝像機寬動態(tài)范圍最大能到60dB左右。

在2005年10月，池上公司推出采用Pixim的DPS成像技術的超寬動態(tài)攝像機ISD-A10，它的動態(tài)范圍高達120dB,并具有非常好的色彩還原和清晰度。它標志著寬動態(tài)技術有了巨大的突破，新一代寬動態(tài)攝像機已經(jīng)站在更高一層的起點上向前跨出一大步。

二、Pixim的DPS技術超級寬動態(tài)攝像機問世

在2005年9月美國佛羅里達州奧蘭多ASIS國際安防展會上，一項基于CMOS的新技術Pixim的DPS DigitalPixelSystem?，數(shù)字像素系統(tǒng))CCTV攝像機給人耳目一新的感覺。專業(yè)廣播電視攝像機和CCTV攝像機制造商—Ikegami池上公司推出了它的首臺PiximDPS攝像機HyperDynamicISD-A10，它成為展會的亮點。并在展會后得到美國、歐洲銀行和金融機構等行業(yè)廣泛歡迎。

下面的圖像顯示Pixim攝像機和普通CCD攝像機在相同場景下的比較。