寬動態(tài)技術

隨著人工智能在視頻監(jiān)控的落地應用，除了在清晰度方面的基本要求以外，寬動態(tài)能力也成為了智能攝像機基礎配置之一。在特定場景下，寬動態(tài)的效果決定了智能分析結果的準確性。

何為寬動態(tài)?

寬動態(tài)技術是在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像的特色而運用的一種技術。

當在強光源(日光、燈具或反光等)照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對亮度較低的區(qū)域在圖像中同時存在時，攝像機輸出的圖像會出現明亮區(qū)域因曝光過度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴重影響圖像質量。

攝像機在同一場景中對最亮區(qū)域及較暗區(qū)域的表現是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動態(tài)范圍”。寬動態(tài)攝像機的技術特點是運用寬動態(tài)主要解決攝像機的逆光補償問題。

在實際生活中存在很多這樣的光線反差很大的監(jiān)控區(qū)域，比如銀行的玻璃門、隧道路口、大廈以及地鐵的出入口、道路監(jiān)控等場景。在明暗對比強烈的情況下，普通攝像機是無法滿足監(jiān)控需求的。所以，寬動態(tài)攝像機就應運而生了。

具有哪些技術特點?

從廣義上來說，動態(tài)范圍是指某一變化的事物可能改變的跨度，及其變化值的最低端極點到最高端極點之間的區(qū)域，此區(qū)域的描述一般為最高點與最低點之間的差值。在談及攝像機產品的拍攝圖像指標時，一般的“動態(tài)范圍”是指攝像機對拍攝場景中景物光照反射的適應能力，具體指亮度(反差)及色溫(反差)的變化范圍。

自然光線的排列從白天強光照射的120，000Lux到星光夜里的0.00035Lux。當攝像機從室內看窗戶外面，室內照度為100Lux，而外面風景的照度可能是10，000Lux，對比就是10，000Lux/100Lux =100:1。這種對比環(huán)境下，人眼很容易處理，因為人眼能處理1000:1的對比度。但是攝像機的處理能力就要根據其各種硬件的性能來判斷了。

超寬動態(tài)攝像機是能夠令攝像機逆光環(huán)境下也能清晰地拍攝出大量優(yōu)秀的監(jiān)控視頻。使得光線強的空間不會曝光，光線暗的空間也不會看不清楚。通俗點說，超寬動態(tài)攝像機就是能很好的適應統(tǒng)一場景中不同部分光線強弱差別較大的情況，并能夠在最終的視頻中淡化這種光線亮度差異，使整個畫面每一個部分都能清晰可辨。

寬動態(tài)技術的現狀

隨著視頻監(jiān)控技術的不斷成熟，寬動態(tài)攝像機的銷量有了突飛猛進的增長。目前，寬動態(tài)已經基本成為IPC標配功能。

多幀合一的寬動態(tài)處理技術成為攝像機廠商的主流選擇，這種技術在攝像機系統(tǒng)中的運用，使黑暗區(qū)域可以變得明亮一些，使場景中明亮區(qū)域變得更加柔和，改變了視覺效果，提供出有用的可識別的圖像。

目前通用監(jiān)控網絡攝像機大多采用CMOS+DPS寬動態(tài)技術。DPS采用的是每一個像素單獨曝光和控制技術，加之利用CMOS傳感器采集的多幀畫面合成一幅完整圖像的線性疊加，相比于CCD的兩次曝光成像有了更高的動態(tài)范圍。從數值上來說，采用DPS技術的CMOS攝像機就目前的處理技術，其動態(tài)范圍即可到達120dB。在擴大動態(tài)范圍的同時，DPS也解決了CCD傳感器在處理動態(tài)范圍和色彩真實性上的不足，其色彩還原性更加真實，能夠滿足應用的要求。使用這種技術的攝像機在數字圖像傳感器里每一個像素中都使用了一個模擬數字轉換器(ADC)，在捕捉到光信號時直接轉化為數字信號，最大程度地降低了信號在排列中的衰減和干擾。

目前主流品牌的攝像機，其動態(tài)范圍的標稱基本是120dB，而專門的寬動態(tài)攝像機其動態(tài)范圍可以達到140dB，這其中還有一些廠家標示為真實寬動態(tài)和數字寬動態(tài)。在針對攝像機寬動態(tài)實際的測試中，同樣標稱為120dB動態(tài)值的攝像機，可能寬動態(tài)效果并不相同。僅憑廠家的吹噓蠱惑，我們很難判定一款監(jiān)控攝像機成像效果到底是好是壞。為了區(qū)分各廠家產品之間的差異性，將不同品牌的監(jiān)控攝像機置于同一環(huán)境中，通過不同的光線及動態(tài)顯示效果考驗監(jiān)控畫質及連貫性，是用戶在選型過程中必不可少的步驟。

通過寬動態(tài)技術在非正常環(huán)境中，可以看清監(jiān)控的事物，克服了普通攝像機處于亮場的包圍之中時，畫面昏暗、無層次的弱點。寬動態(tài)攝像機的應用場景非常廣泛，包括金融、教育、交通等多個領域。目前，寬動態(tài)已經成為高清攝像機必不可少的一項功能，市場需求旺盛。

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