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什么是超宽动态摄像机?

2018-05-29 11:57:46 来源:智能电子集成

[摘要] 超宽动态摄像机是能够令摄像机逆光环境下也能清晰的拍摄出大量优秀的监控视频。使得光线强的空间不会曝光,光线暗的空间也不会看不清楚...

  超宽动态摄像机是能够令摄像机逆光环境下也能清晰的拍摄出大量优秀的监控视频。使得光线强的空间不会曝光,光线暗的空间也不会看不清楚。通俗点说,超宽动 态摄像机就是能很好的适应统一场景中不同部分光线强弱差别较大的情况,并能够在最终的视频中淡化这种光线亮度差异,使整个画面每一个部分都能清晰可辨。 ICR是可能是指彩转黑还有一个和它相似的是IRC,全称是IR-cut,意为双滤光片功能即滤光片切换
  宽动态摄像机比传统只具有 3:1 动态范围的摄像机超出了几十倍。自然光线排列成从 120,000lux 到星光夜里的 0.00035lux 。
 
  当摄像机从室内看窗户外面,室内照度为100lux ,而外面风景的照度可能是 10,000lux ,对比就是 10,000/100=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,然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题,传统摄像机只有 3:1 的对比性能,它只能选择使用 1/60 秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光,但是室外的影像会被清除掉(全白);
 
  或者换种方法摄像机选择 1/6000 秒取得室外影像完美的曝光,但是室内的影像会被清除(全黑)。
 
  这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。

 何谓超宽动态功能

  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。

     当在强光源(日光、灯具或反光等)照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时,摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过 度成为白色,而黑暗区域因曝光不足成为黑色,严重影响图像质量。摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的,这种局限就是通常所讲的 态范围

     广义上的动态范围是指某一变化的事物可能改变的跨度,即其变化值的最低端极点到最高端极点之间的区域,此区域的描述一般为最高点与最低点之间的差 值。这是一个应用非常广泛的概念,在谈及摄像机产品的拍摄图像指标时,一般的动态范围是指摄像机对拍摄场景中景物光照反射的适应能力,具体指亮度(反 差)及色温(反差)的变化范围

    宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍。自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。当摄像机从 室内看窗户外面,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000/100=100:1。这个对比使人眼能很容 易地看到,因为人眼能处理1000:1的对比度。然而以传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题,传统摄像机只有3:1的对比性能,它只能选择使用 1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光,但是室外的影像会被清除掉(全白);或者换种方法,摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光,但 是室内的影像会被清除(全黑)。这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。


  
  宽动态摄像机产生的背景

    常规摄像机视场中的物体在有亮度较高的背景光情况下,如看门口或窗外的物体时,在拍摄过程中,被拍摄的主体目标后面有非常亮的背景或一个亮点光源。传统普通摄像机对单一图像中最亮和最暗部分的平衡调整能力非常有限,一般以摄取进来的所有光线的平均值为基准,并决定曝光等级。为了克服这个问题,一种称为背光补偿(BLC)的方法通过加权的区域理论被广泛使用在多数摄像机上。采用中央背光补偿(BLC)模式,它主要是靠提升视场中央部分的亮度、降低视场四周部分的亮度来达到看清位于中央位置内物体的目的。但是在这种情况下摄像机无法同时看清前场景与后场景内的目标,使用宽动态(WDR)范围工作模式可有效解决这一矛盾。在一些明暗反差较强烈的场合,传统摄像机的表现就不尽如意,得不到清晰的图像。

 

超宽动态摄像机的选择要点

在选择摄像机时除了必须具备宽动态功能外,还要注意以下几个指标:

1.清晰度  
       
清晰度是一个摄像机的最重要指标,在社会治安监控中对图像的清晰度的要求较高,如车辆要能看清车牌号码,对人要能看清脸部特征,如果这些特征都看不清楚,那么监控将失去意义。所以摄像机一定要达到480线的清晰度才能满足要求。

2.最低照度  
       
摄像机的最低照度是指当被拍摄物体的照度降低到一定程度时,摄像机输出的图像仍尚能辨别监视对像的明显特征。在社会治安监控中大部分摄像机的工作环境光照度会变化很大,在夜晚时光照度常常会很暗,所以通常要求摄像机具有很低的照度,比如有的摄像机最低照度已达到0.01LUX或更低。另外,还会要求摄像机能根据光线强弱具备日夜彩色和黑白自动转换功能。

3.成像器件及动态范围  
       宽动态摄像技术是采用双速扫描CCD,这样才能实现宽动态功能。宽动态摄像机的动态范围一般要求达到80倍以上,动态范围越大,摄像机性能会越好。


   
宽动态摄像机的市场应用现状

    宽动态范围技术在摄像机系统中的运用,使黑暗区域可以变得明亮一些,使场景中明亮区域变的更加柔和,改变了视觉效果,提供出有用的可识别的图像。宽动态摄像机一般采用专用的DSP电路。它首先对明亮区域的被摄物体用最合适的快门速度进行曝光,然后再对阴暗区域的被摄物体用最适合的快门速度进行曝光,最后将两个图像用DSP数字信号处理芯片,将捕捉到的两幅图像重新组合在一张图像上,使其扩大了可能处理的动态范围,使得明亮区域的被摄物体和阴暗区域的被摄物体都可以看得很清楚。

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