宽动态安防视频监控摄像机技术展望

1、扩展动态范围的技术应运而生

由于自然光线的排列是从120000Lux到星光夜里的0.00035Lux,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10000Lux,因此当摄像机从室内看窗户外面,两者对比就是10000/100=100∶1。这个对比人眼能很容易地看到,因为人眼能处理1000∶1的对比度,但传统的安防监控摄像机则不行,因为它只有3∶1的对比性能。

因此,在出现明暗反差较大或逆光的场景应用安防监控摄像机时,会使整个图像中明亮的区域曝光过度、较暗的区域曝光不足,而看不清图像最亮与最暗部分。如在银行储蓄所、重要场所出入口等。因为从窗外射入的强光和从天花板上的荧光灯照射的柔和光线都可能对当时室内外景象的捕获造成困难,不能同时将反差很大的室内外场景清晰地拍摄下来。

其所拍摄图像会出现背景过亮前景过暗,或背景清晰前景过暗及前景适合背景过亮的情况。最早的解决方法,一般会采用背光补偿技术或在室内外架设两台摄像机来适应较大的光线反差,但效果不理想。扩展动态范围的技术随之应运而生,即现今所说的宽动态WDR(WideDynamicRange)技术。

CCD宽动态技术是采用特殊DSP(数字信号处理)电路,对明亮部分进行最合适的快门速度曝光,其后再对暗的部分用最合适的快门速度曝光,然后将两个图像进行DSP处理重新组合,使明亮的部分和黑暗的部分皆可看清。这种160倍动态范围技术虽具有大的宽动态,实现图像灰度的优化等优点,但其对DSP性能(特别是处理速度)要求很高。目前,由于CCD的特性限制,即便采用多次曝光取样方式,摄像机的宽动态范围也只能到66dB。

宽动态安防视频监控摄像机技术展望

2、高清IPC市场方向发展

目前市场上售的高清网络摄像机几乎都添加了宽动态功能,难道这只是个巧合吗?怎么来看待这个现象呢?如果高清摄像机的CCD只能对明亮柔和的环境高清,而对高对比度的环境“看不清楚”,就只能算是伪高清了。

宽动态技术是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术,很好的解决了影像传感器的动态范围相对人眼要窄的问题。值得注意的是,大家记忆犹新的宽动态大幅出现阶段虽然处于模拟摄像机时代,但是却见证了摄像机由模拟时代变迁到数字时代的整个过程,尤其是当年来自美国风靡一时的PiximD2025P方案将宽动态范围一举推到了至今都尚未落伍的256dB水平。去年名声大噪的Exmor背照式CMOS集成了多次曝光宽动态技术和可视性增强(VE)技术,一般来说宽动态打开后灵敏度是会降低的,但通过开启这个功能,不仅宽动态范围超过120dB,达到超宽动态的惊人效果,而且相比传统宽动态灵敏度提升了2倍,同时对比度也增加4倍,使图像效果在低光和明暗对比强烈的环境中得到极大增强和改善。

IPC要广泛应用,必须做到品种丰富,有低照度、红外、高速球、背光补偿、宽动态等等,系列齐全才能更好地应用到实际工程中。如果高清摄像机厂家品种少,会极大的阻碍高清监控的应用,因此宽动态高清IPC的必须性很大。

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