2004年8月，Panasonic宣布，自該公司1997年首次將超級寬動態(tài)攝像機(jī)引入美國市場以來，其在世界范圍內(nèi)的銷量已達(dá)到1百萬臺。Panasonic安防系統(tǒng)部副總裁Frank Abram對此評論說：“對任何一家專業(yè)攝像機(jī)技術(shù)生產(chǎn)商來說，1百萬臺攝像機(jī)的銷售量理所當(dāng)然應(yīng)該被視為是一個里程碑?！?/P>

超級寬動態(tài)攝像機(jī)（第一代寬動態(tài)技術(shù)可提供64倍高于傳統(tǒng)攝像機(jī)的動態(tài)范圍），是先進(jìn)的數(shù)字信號處理電路和專用CCD相得益彰的結(jié)晶?！斑@種獨特的結(jié)合技術(shù)使攝像機(jī)具備了在同一場景中捕捉高對比度區(qū)域圖像的能力，”Abram說，“同時還可自動調(diào)節(jié)，以改變光照條件?！?/P>

如今，大多數(shù)的攝像機(jī)都支持背光補(bǔ)償，該功能使攝像機(jī)可以自動平衡聚焦圖像和背景圖像的亮度，而平衡功能也包括動態(tài)范圍。\r\n\r\n更加清晰\r\n何為寬動態(tài)？它是如何提高圖像質(zhì)量的？原來，寬動態(tài)的基本功能是在同一時間內(nèi)，以不同的曝光速度捕捉兩幅不同的圖像，在這兩幅圖像中消除其中的較差像素，保留優(yōu)質(zhì)像素，再將二者合成在一起。

動態(tài)范圍是指CCD傳感器對單一圖像中最亮和最暗部分的平衡調(diào)整——即對比度。CCD傳感器的動態(tài)范圍通常在1:1,000（60 分貝）左右。“理論上說，如果動態(tài)范圍足夠優(yōu)異，就沒有必要進(jìn)行背光補(bǔ)償（BLC）。然而，攝像機(jī)電路的損耗范圍十分明顯，從而影響到了容量，”Bosch Security Systems的Rene van Gils評論說，“寬動態(tài)攝像機(jī)的潮流正在興起?！?/P>

寬動態(tài)攝像機(jī)有以下三個種類：雙倍速CCD傳感器加上DSP芯片；普通CCD加上雙快門速度；以及CMOS傳感器加上DSP芯片。雖然后者面世尚不足兩年，但已日益受到重視。

雙倍速CCD傳感器+DSP芯片

這一先導(dǎo)型解決方案采用寬動態(tài)傳感器芯片，其處理速度是普通CCD芯片的兩倍，同時還具有1/60秒快門速度的DSP電路及MICOM微電子控制器。主流生產(chǎn)商有Panasonic、Samsung以及Sony。

普通CCD+雙快門速度

這些機(jī)型采用正常速度的CCD傳感器及DSP電路，其雙速快門支持兩種不同的曝光速度。一種是用于高亮度區(qū)域的短時間曝光，另一種是用于低亮度區(qū)域的長時間曝光。這些攝像機(jī)能以1/120秒的快門速度支持高達(dá)42-46 dB的寬動態(tài)范圍。但是，這種寬動態(tài)功能也會經(jīng)常在更低亮度的條件下減弱。

CMOS傳感器+DSP芯片

CMOS是一種新近推出的數(shù)字像素系統(tǒng)，且逐漸為大眾所知。與結(jié)合兩種圖像的CCD傳感器不同，CMOS可提供單一像素的曝光，最高可達(dá)1,000幀／秒傳感器采樣率，可以克服普通CCD的不足之處。

JVC歐洲部門的銷售經(jīng)理Lee Elliott表示：“最新推出的TK-WD310E型攝像機(jī)是在極低光照環(huán)境下拍攝清晰彩色圖像的最終選擇。它是一款經(jīng)濟(jì)、實用的解決方案，可在整個極限動態(tài)光照范圍內(nèi)保持上佳的色彩質(zhì)量?！?/P>

GE Security麾下的Kampro公司總經(jīng)理Lanfer yang進(jìn)一步解釋道：“它的確是一款佳品；穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量都更出色，當(dāng)然成本也相對較高?！?/P>

技術(shù)突破

Panasonic最近推出了其經(jīng)過改良的超級寬動態(tài)攝像機(jī)——SD III。該款新機(jī)型秉承先前的設(shè)計理念，采用雙倍速CCD和先進(jìn)的DSP芯片，可以分別捕捉圖像的暗光部分及亮光部分，并將其重新組合在一張可視圖像上。

該款機(jī)型附加的高級數(shù)字對比度校正功能可對合成圖像的灰階進(jìn)行優(yōu)化，從而得到更佳的清晰度及平衡度。Panasonic企業(yè)項目組主管Steve Surfaro指出，“SD III不僅提供電子采集成像的特點，而且與人類的視覺結(jié)合得更為緊密，具有一定級別的智能化，從而使其的推出在業(yè)內(nèi)具有真正里程碑式的意義?！?/P>

GE Security屬下的Kampro是另一家領(lǐng)先的攝像機(jī)生產(chǎn)商，他們也推出了一款創(chuàng)新型寬動態(tài)攝像機(jī)，最高動態(tài)范圍達(dá)60 dB。該機(jī)型采用Sony寬動態(tài)技術(shù)（400:1），以及DSP芯片，從而獲得更佳的圖像質(zhì)量和全功能的控制特性。此外，憑借10-bit A/D處理技術(shù)，該攝像機(jī)可提供實時、真正幀到幀的動態(tài)范圍性能。

Bosch Security的Dinion攝像機(jī)采用15-bit處理技術(shù)，可從模擬CCD信號中檢取到更多的細(xì)節(jié)。鑒于10-bit處理技術(shù)曾一度被視為極限，因此，15-bit處理技術(shù)意味著CCD的質(zhì)量已成為了決定性的因素。在選擇鏡頭時，15-bit的DSP技術(shù)還可在選配鏡頭時帶來方便，由于配備有手動光圈鏡頭以及低成本的CD光圈鏡頭，從而使之在戶外工作時更具優(yōu)勢，因為攝像機(jī)可對鏡頭進(jìn)行完全的控制，特別是在特殊光照條件下。

在此期間，JVC推出了一款采用14-bit數(shù)字處理技術(shù)、可對每一像素進(jìn)行自動5級曝光控制的新型高速寬動態(tài)攝像機(jī)。該機(jī)型結(jié)合了一個寬動態(tài)芯片組，該芯片組可輕而易舉地提供最寬的光照范圍。在其五個范圍內(nèi)，可將攝像機(jī)設(shè)置為室外或室內(nèi)應(yīng)用，或同時結(jié)合二者，從而可在一個顯示屏上同時看到室內(nèi)和室外區(qū)域。

優(yōu)勢

Honeywell Security視頻產(chǎn)品部的經(jīng)理Sufan Kan對寬動態(tài)攝像機(jī)的優(yōu)勢體會頗深：“它能夠在同一場景中捕捉到高對比度區(qū)域的圖像，并自動調(diào)節(jié)以改變光照條件?！逼涞湫偷膽?yīng)用包括安裝在帶玻璃門或?qū)掗煷皯舻拇髽情T廳、ATM機(jī)以及碼頭等場所，這些地方的明亮陽光會破壞圖像清晰度，此外，還可應(yīng)用于僅需要捕捉室內(nèi)圖像的地方。

Kan還補(bǔ)充道：“寬動態(tài)攝像機(jī)解決了由來已久的問題，在很多場合還免除了需要單獨在室內(nèi)和室外區(qū)域設(shè)置攝像機(jī)的監(jiān)控需求?！?/P>

此外，寬動態(tài)攝像機(jī)還可消除汽車前燈產(chǎn)生的光暈，在寬動態(tài)有效的光照范圍，無論是內(nèi)部還是外部區(qū)域，皆可捕捉到彩色的物體圖像。JVC 的Lee Eilliott引述了一個例子，“如今，我們可以輕松地同時觀察到汽車內(nèi)部某人所穿襯衫的細(xì)節(jié)，以及汽車外部人物的細(xì)節(jié)。”

瓶頸

“寬動態(tài)攝像機(jī)的最大問題是難以得到真彩圖像，”Yang說，“無論動態(tài)范圍有多寬，圖像都是經(jīng)過修改和恢復(fù)的，因而使圖像色彩沒有原色彩那樣純凈均勻。

Van Gils同意這一觀點：“一般情況下，如果想增加bit數(shù)或模-數(shù)轉(zhuǎn)換處理的精確度，則其采樣速度必須是特定的。在攝像機(jī)中，采樣速度是事先設(shè)定的。目前領(lǐng)先的極限是接近15-bitr的DSP技術(shù)。為了更上一層樓，我們需要尋找更新、更先進(jìn)的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，以及編寫出恰當(dāng)?shù)乃惴ㄔ趦煞N圖像間進(jìn)行優(yōu)化和選擇?！?/P>

什么是動態(tài)范圍？盡管眾多的廠家聲稱其可以提供具有寬動態(tài)功能的攝像機(jī)，但購買者仍然時常面對真?zhèn)文娴钠D難抉擇。\r\n某安防廠家表示：“目前還沒有關(guān)于寬動態(tài)范圍的規(guī)定或國際協(xié)會設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)，有時我們會在某些產(chǎn)品型錄上看到一些“奇怪”的產(chǎn)品說明，但是購買者對此卻毫不知情。”

迄今為止，僅有兩個國家的有機(jī)構(gòu)設(shè)定了此類標(biāo)準(zhǔn)——日本的EJLA和美國攝像機(jī)與影像產(chǎn)品協(xié)會。

新興市場

盡管對工程商和集成商來說成本仍然較高，但是與背光補(bǔ)償功能（BLC）相比，寬動態(tài)功能可以獲得更高質(zhì)量的圖像。這類產(chǎn)品的主要目標(biāo)市場為高端客戶，如機(jī)場、軍用設(shè)施和公共場所，對于這些部門來說，預(yù)算不成問題。

但是，Kan仍然表示：“盡管2004年的需求量不是很大，我們還是期望2005年的增長能夠達(dá)到30%左右，這些增長大部分將來自機(jī)場、公共場所、交通部門和商業(yè)中心等?！?/P>

所有的人似乎都認(rèn)為寬動態(tài)將成為攝像機(jī)的首要功能；這正是眾多生產(chǎn)商趨之若鶩的原因。一些生產(chǎn)廠家已經(jīng)能夠提供寬動態(tài)技術(shù)，現(xiàn)在正試圖將其應(yīng)用于各種機(jī)型。例如Honeywell和Kampro正在其一款日夜型攝像機(jī)中采用這一技術(shù)。

那些已經(jīng)擁有并準(zhǔn)備推出此類產(chǎn)品的廠家正迅速轉(zhuǎn)向這一方向。Hunt的總經(jīng)理Michael Lee說：“我們將在今年二、三季度推出寬動態(tài)攝像機(jī)。之后，我們還將在其他類型的攝像機(jī)，例如球型攝像機(jī)中應(yīng)用寬動態(tài)技術(shù)，以加強(qiáng)產(chǎn)品線?！?/P>

越來越多的廠家涉足這一領(lǐng)域，Yang表示：“競爭也變得更加激烈了。”因此，他希望看到價格的回落，這樣使用率也會隨之增加。Yang認(rèn)為目前市場上寬動態(tài)攝像機(jī)的市場份額約為10-20％。

Van Gils對此表示同意：“我們希望在接下來的一兩年內(nèi)保持繼續(xù)增長，由于目前高端攝像機(jī)的價格戰(zhàn)，其價格已經(jīng)日益得到市場的認(rèn)可。此外，更多終端用戶開始認(rèn)識到這種攝像機(jī)的優(yōu)點所在?！?/P>

毫無疑問，市場需要時間來了解和接受任何新技術(shù)，但是當(dāng)這一點實現(xiàn)之后，就會有越來越多的人愿意嘗試它。