宽动态摄像机相关技术分析

　　一、宽动态摄像机特点
　　宽动态摄像机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。在一些明暗反差过大的场合，一般的摄像机由于CCD的感光特性所限制，摄取的图像往往出现背景过亮或前景太暗的情况。针对这种情况，宽动态技术应运而生，较好地解决了这一问题。而在此之前，传统的摄像机一般会采取背光补偿功能来适应光线反差大的场合。
　　二、应用领域

　　（一）金融单位及银行
　　这种宽动态摄像机主要应用于银行大门出入口、有落地窗的营业厅、运钞车车道及地下停车场出入口以及ATM玻璃门的门口监控，可以适时提供访客与室内外清晰的人像及景物。
　　（二）高速公路收费口
　　目前低照度、宽动态摄像机用于道路监控的重点是高速公路收费口监控，主要是对进站收费站的车道、收费庭收费情况，对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督。尤其是在晚上，收费站工作人员需要看清车牌，而一般情况下，车灯打开后，路上的环境照度与车牌的照度形成了一定的动态范围，传统摄像机是难以看清的，因此对于低照度宽动态摄像机有了一定程度的需求。
　　（三）路口监控系统
　　由于CCTV闭路电视系统对于闯红灯自动抓拍的功能，可以提高交控中心的直观性、实时调动能力和对交通事故、意外事件的反应能力，并可以提升车辆违规查察的客观性，并且可以对监控道路区域进行全面协调控制，提高车辆的用路能力。更由于需要车牌辨识及24小时监控，所以绝对少不了低照度宽动态摄像机的应用需求。
　　（四）商业区及光线变化明显的区域监控
　　一般商店或百货业者也会有一定的宽动态摄像机需求应用，因为装潢大部分是反光地板与透光结构的关系，并须要有宽动态用以掌握店内外的营运情况，周围车人潮及车潮状况和店内外治安情况等问题。
　　三、面临的问题
　　虽然宽动态技术解决了摄像机在严重逆光或亮区和暗区交叉的复杂光照环境下的无效成像问题。以往突出宽动态功能，但从发展看，伴随宽动态功能也同时会出现些许缺憾。比如，宽动态范围大的摄像机，其灵敏度会降低；除灵敏度外，宽动态打开时，其它指标也都或多或少有影响，如清晰度、色还原度、宽动态效果稳定时延等。经常会看到有的宽动态摄像机当其宽动态功能打开后，宽动态效果出来了，但也看到画面有模糊、色还原度劣化、宽动态效果缓慢等等。
　　其实影响宽动态摄像机效果的因素有很多，如摄像机芯片组合的不同，将产生不同的影响效果，前端摄像机的感光芯片不能决定全部，与后期的影响处理系统也有关。另外，结合CMOS的韧体，如果感光芯片一样，但ISP或DSP的组合如果不同，宽动态的展现也会有所不同。可以透过韧体改善ISP的运算效能，而提升影像，但最明显的差别还是有赖于其所用的硬体。
　　宽动态功能与摄影机的预设值也有关，每家厂商都各自定义影像成像的方式，因此在实际的应用场景e的设定偏好也有所不同。因此，即使厂商使用相同的芯片组合，但预设值不同，宽动态的性能也会不同。
　　有些使用者也会担心宽动态的功能，是否会受摄影机为网络、类比或HD-SDI的类型而受影响。就技术层面而言，摄影机介面不影响宽动态的展现，因此使用网络、类比或SDI摄影机不影响宽动态效益，其主要的不同取决于摄影机是裼CMOS或CCD，用CMOS的摄影机宽动态范围往往较广。
　　宽动态技术虽然发展迅速，但低照度点仍然很高，无法像人眼一样敏锐。当背景越黑，宽动态的效能越差，大部分的宽动态摄影机需要搭配背光补偿功能，以提升高光差环境的影像捕捉品质。
　　宽动态其他的限制还包括：有限的光圈比例和影像拖影问题。由于影像是由一张一张的照片堆叠而成，物体移动时，总免不了影像拖影的问题，这也是目前只有几家领导品牌，可以满足使用者需求的原因。
　　总是宽动态摄像机在个应用的需求都有不同的需求，在不同环境下，宽动态摄像的效果也受影响，如何实现宽动态摄像的高清应用，仍有诸多阻碍因素需克服。
　　四、市场前景展望
　　随着使用环境的迅速扩大和使用者日益多元化，摄像机的技术和分类也发生了巨大变化。各生产厂商始终致力于提高摄像机的新技术，使其能够最大程度的满足应用要求。其中宽动态摄像机是非常重要的一个分支，在一定程度上也体现了一个摄像机生产厂商的技术发展实力和发展方向。我们知道，摄像机的核心是CCD，目前国内没有CCD的生产能力，主要集中在日本和韩国。由于CCD在生产过程中分不同等级以及生产商获得的途径不同，造成CCD的采集效果也不同。一个简单的检测方法，就是将摄像机通电，不接镜头，用手遮住镜头接口，看图像有没有亮点，雪花大不大，然后接上镜头，将摄像机对准一个色彩鲜明的物体，查看监视器的颜色是否有偏色，图像有无扭曲现象，色彩和灰度是否平滑。
　　1997年松下开发出超动态技术，并将其应用在摄像机上推向市场。随后，全球各大主要摄像机生产厂商也相应推出了带有自己宽动态技术的摄像机。一时之间，宽动态技术在这几年飞速发展，摄像机的动态范围也在不断扩大，也出现了以双速CCD+DSP、普通CCD+双速快门等技术。现在的宽动态摄像机一般都采用专用的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，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。
　　随着DPS纯数字传感技术的诞生和传播，更高的动态范围和更真实的色彩将逐渐出现在新一代的宽动态摄像机中。目前，富尼泰达推出的第一代运用DPS技术的宽动态摄像机，市场反响不俗，相信在以后的市场检验中会逐渐彰显出它的魅力。
　　可预计在不久的将来，宽动态摄像机市场会面临DSP和DPS两种传感技术的竞争，动态范围也势必不断扩大，前景广阔。