隨著攝像機(jī)應(yīng)用場合的逐漸細(xì)化，在一些明暗反差較大的場合，寬動態(tài)攝像機(jī)得以大展拳腳。而近年來，隨著寬動態(tài)攝像機(jī)、超級動態(tài)攝像機(jī)、超寬動態(tài)攝像機(jī)等名詞的頻頻出現(xiàn)，寬動態(tài)攝像機(jī)也讓人不再陌生。但伴隨攝像機(jī)微利時代的到來，定位高端的寬動態(tài)攝像機(jī)該如何應(yīng)對？寬動態(tài)技術(shù)自身的瓶頸又該如何去解決？寬動態(tài)的出路又在何方？

    借此機(jī)會，本專題將與您詳細(xì)探討寬動態(tài)攝像機(jī)的最新發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)熱點(diǎn)、未來趨勢和前景等問題，希望能引起大家的共鳴和對寬動態(tài)攝像機(jī)發(fā)展的一些思考。

明暗強(qiáng)烈對比下的“鷹眼”解讀寬動態(tài)攝像機(jī)
    隨著監(jiān)控系統(tǒng)的日漸普及，攝像機(jī)已經(jīng)在各個領(lǐng)域中擔(dān)任重要角色，為社會治安保駕護(hù)航。而攝像機(jī)在被廣泛應(yīng)用的同時，也遇到了一個難以跨越的障礙——強(qiáng)光。常規(guī)攝像機(jī)視場中的物體在有亮度較高的背景光情況下，如當(dāng)戶外陽光強(qiáng)烈時監(jiān)看門口或窗外的物體，因被拍攝的主體目標(biāo)后面有非常亮的背景或一個亮點(diǎn)光源，而導(dǎo)致攝像機(jī)輸出的圖像出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度顯現(xiàn)為白色、黑暗區(qū)域因曝光不足而成為黑色。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)普通攝像機(jī)對單一圖像中最亮和最暗部分的平衡調(diào)整能力非常有限，一般是以攝取進(jìn)來的所有光線的平均值為基準(zhǔn)，并決定曝光等級，因此經(jīng)常使得監(jiān)控畫面僅僅只能看到圖像的輪廓，色彩層次感也不突出。為了克服這個問題，一種稱為背光補(bǔ)償（BLC）的方法通過加權(quán)的區(qū)域理論被廣泛使用在多數(shù)攝像機(jī)上。采用中央背光補(bǔ)償（BLC）模式，其主要是靠提升視場中央部分的亮度、降低視場四周部分的亮度來達(dá)到看清位于中央位置內(nèi)物體的目的。但是在這種情況下攝像機(jī)無法同時看清前場景與后場景內(nèi)的目標(biāo)，而使用寬動態(tài)（WDR）范圍工作模式則能在很大程度上解決這一矛盾。它首先對明亮區(qū)域的被攝物體用最合適的快門速度進(jìn)行曝光，然后再對陰暗區(qū)域的被攝物體用最適合的快門速度進(jìn)行曝光，最后將兩個圖像用DSP數(shù)字信號處理芯片，將捕捉到的兩幅圖像重新組合在一張圖像上，使其擴(kuò)大了可能處理的動態(tài)范圍，讓明亮區(qū)域和陰暗區(qū)域的被攝物體都可以看得清楚。

    由此我們可以看到，在強(qiáng)背光環(huán)境下，背光補(bǔ)償是以犧牲畫面的對比度為代價的，相較之，寬動態(tài)技術(shù)在某種意義上而言，其實(shí)是對背光補(bǔ)償技術(shù)的改良和升級。

技術(shù)篇
DSP技術(shù) PK DPS技術(shù)
    據(jù)了解，寬動態(tài)技術(shù)大約出現(xiàn)在1997年，天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司產(chǎn)品經(jīng)理葉韶光介紹：“寬動態(tài)最早是松下公司提出的技術(shù)，主要是為了把明暗環(huán)境的圖像同時清晰地表現(xiàn)出來，從最早的單CCD雙快門、雙CCD到現(xiàn)在的DPS技術(shù)，寬動態(tài)的發(fā)展速度確實(shí)很快?！?/P>

    去年4月，松下推出了其第三代超級動態(tài)攝像機(jī)，又一次成為寬動態(tài)攝像機(jī)行業(yè)中的領(lǐng)頭羊。松下電器（中國）有限公司技術(shù)工程師王鵬宇對第三代寬動態(tài)攝像機(jī)在技術(shù)上的創(chuàng)新，作了以下闡述：“以松下為例，前幾代的寬動攝像機(jī)的圖像是分成幾個區(qū)域，進(jìn)行對比度圖像校正的，而第三代的SD-Ⅲ技術(shù)則采用了每個像素的160倍動態(tài)范圍技術(shù)，雙速CCD輸出信號動態(tài)范圍更大，DSP中采用基于每個像素不分區(qū)域的自然對比度圖像校正技術(shù)，能根據(jù)各像素輸入信號電平，實(shí)現(xiàn)圖像的灰度優(yōu)化。同時，第三代寬動態(tài)攝像機(jī)還增加了其他的功能，諸如動態(tài)范圍調(diào)整、智能處理技術(shù)、自動數(shù)字降噪、圖像穩(wěn)定技術(shù)等?！盵nextpage]

    隨后，盡管各個廠家的寬動態(tài)技術(shù)有所不同，但大部分也都發(fā)展到了第三代。廣州瀚祺電子科技有限公司技術(shù)總工程師占爭榮說：“第二代寬動態(tài)我們一般定義48dB，也是說動態(tài)范圍是普通攝像機(jī)的80倍，而第三代寬動態(tài)達(dá)到了52dB以上，以就是說動態(tài)范圍是普通攝像機(jī)的128倍以上。同時第三代寬動態(tài)在圖像的靈敏度、分辨率上都有了很大的提高，第二代寬動態(tài)的攝像機(jī)大多只是在480線左右，而第三代寬動態(tài)的攝像機(jī)的分辨率都普遍在520線以上，其最低照度也有了很明顯的提高?！?/P>

    目前，景陽集團(tuán)與美國PIXIM公司合作開發(fā)的第一代運(yùn)用DPS技術(shù)的寬動態(tài)攝像機(jī)，深圳市景陽智能科技有限公司總工程師張波介紹：“目前看來以CCD為代表的寬動態(tài)攝像機(jī)技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三代，但其工作原理上沒有質(zhì)的改變。而DPS技術(shù)，是一種不同于CCD、COMS的全新數(shù)字圖像處理和成像技術(shù)。DPS能節(jié)省無效的傳輸轉(zhuǎn)換，降低了噪音和衰減。同時，還可對每個像素進(jìn)行多次單獨(dú)無損失采樣，并在像素達(dá)到飽和、無法保持更多電荷之前存儲像素信息。并對存儲信息值（亮度、時間、噪聲偏移）進(jìn)行并行處理，轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量圖像。同時，每個像素的曝光時間都經(jīng)過調(diào)節(jié)，以適應(yīng)圖像傳感器陣列中該像素所在位置獨(dú)特的光照條件。”

    筆者在采訪中還了解到，目前國內(nèi)一部分?jǐn)z像機(jī)制造廠商已開始采用DPS技術(shù)，且有不錯的市場反響，相信在以后的市場檢驗(yàn)中會逐漸彰顯出它的魅力。一些業(yè)內(nèi)人士也表示，DPS作為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的出現(xiàn)，必將對以DSP攝像機(jī)為主導(dǎo)的監(jiān)控領(lǐng)域造成沖擊，可預(yù)計(jì)在不久的將來，寬動態(tài)攝像機(jī)市場會面臨DSP和DPS兩種傳感技術(shù)的競爭，動態(tài)范圍也勢必不斷擴(kuò)大，讓技術(shù)得到不斷的提升。

核心技術(shù)難掌握 自身技術(shù)待提升
    寬動態(tài)攝像機(jī)在逐漸走向成熟的同時，其自身的弱點(diǎn)和技術(shù)上的瓶頸也日益突顯出來。長期以來，應(yīng)用于安防市場上的中、高端攝像機(jī)大多是來自日本、韓國、歐美等知名廠商的品牌，這主要得益于其掌握有攝像機(jī)的核心技術(shù)，如關(guān)鍵芯片CCD用的大都是日本廠商SONY、SHARP和Panasonic等。由于國外廠商自身擁有的關(guān)鍵技術(shù)，加上對技術(shù)開發(fā)的投入力度都相當(dāng)大，新產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快，因而搶占了很大部分的市場分額。廣州瀚祺占爭榮就表示：“目前，國內(nèi)具備開發(fā)寬動態(tài)的廠家并不多，真正具有寬動態(tài)的攝像機(jī)也不是很多，很多廠商所說的寬動態(tài)之類的實(shí)際上僅是一個背光補(bǔ)償?shù)纳?，并不是真正意義上的寬動態(tài)?！?

    而在影像處理技術(shù)上，由于寬動態(tài)技術(shù)采用的是圖像合成技術(shù)，使得圖像還原能力稍差，色彩也容易失真，若處理不好，有時還會產(chǎn)生重影現(xiàn)象。同時，一些廠商還表示，部分寬動態(tài)攝像機(jī)在480線的狀態(tài)下，其在清晰度上也還有待進(jìn)一步的提高。三立視頻科技（深圳）有限公司市場部工程師張治國就此類瓶頸提供了一些改良辦法：在圖像清晰度上，可以由目前的兩次曝光、一次處理，提高為兩次曝光、多次處理，通過DSP處理芯片，在處理軟件上下工夫，提高技術(shù)，增加幾次處理，這樣能更接近圖像的實(shí)際，還原效果也更理想。但他也表示，這也僅僅是改善而已，清晰度和圖像還原能力還是寬動態(tài)攝像機(jī)的主要制約因素。

    除了清晰度和還原能力外，動態(tài)范圍和靈敏度也是兩個矛盾因素。通常動態(tài)范圍大的攝像機(jī)其靈敏度也較低，而高靈敏度的攝像機(jī)其動態(tài)范圍也相對較低。也就是說目前寬動態(tài)攝像機(jī)在光線足夠時能完全滿足環(huán)境的需要，呈現(xiàn)出高質(zhì)量的圖像，但在低照度情況下的情況下，其使用的狀況并不太好。這也是目前各廠家迫切要解決的技術(shù)問題。但隨著技術(shù)的不斷提升，相信這個困擾廠家的問題也將會得到解決。[nextpage]

應(yīng)用篇
金融、交通兩大主戰(zhàn)場
    隨著攝像機(jī)應(yīng)用場合的不斷細(xì)分，也造就了不同類型的攝像機(jī)。據(jù)了解，攝像機(jī)有道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)、紅外防水?dāng)z像機(jī)、超低照度星光級攝像機(jī)、夜視一體化系列、煙感型攝像機(jī)、針孔型攝像機(jī)、飛碟型攝像機(jī)系列、槍式攝像機(jī)、一體化攝像機(jī)、半球攝像機(jī)、高速球型攝像機(jī)等多種類別。而在一些光線對比強(qiáng)烈的場合，寬動態(tài)攝像機(jī)由于比傳統(tǒng)只有3：1（3倍）動態(tài)范圍的攝像機(jī)超出了幾十倍，讓其在這些特殊場合得以大展拳腳。目前，寬動態(tài)攝像機(jī)主要用于以下場合：

金融
    應(yīng)用在銀行的寬動態(tài)攝像機(jī)主要安裝在銀行的柜臺和大門口，由于銀行本身監(jiān)控的特殊性，其柜臺和大門如果采用普通攝像機(jī)會常?？床磺孱櫩?，如果打開BLC功能，又會對員工的操作看不清，使用寬動態(tài)攝像機(jī)則解決了這一矛盾，同時，由于銀行對色彩的還原能力和清晰度的要求都比較高，所以攝像機(jī)同時也應(yīng)該具備彩轉(zhuǎn)黑等功能，兼顧銀行的24小時監(jiān)控的要求；

出入口車輛監(jiān)控
    應(yīng)用在出入口的寬動態(tài)攝像機(jī)主要是針對收費(fèi)站、停車場的現(xiàn)場環(huán)境日、夜變化大，夜晚車輛需開啟車前燈的特殊場景，這就要求攝像機(jī)具有很寬的動態(tài)范圍和強(qiáng)光抑制能力（突出陰暗區(qū)域），以達(dá)到看清車輛牌號的目的，因而模擬攝像機(jī)無法滿足這類場景的監(jiān)控要求，而寬動態(tài)攝像機(jī)則能適應(yīng)日夜明暗反差的變化，能有效的解決這一問題；

城市道路監(jiān)控
    應(yīng)用在城市道路上的攝像機(jī)，同樣面臨著寬動態(tài)場景的變化，要求能在強(qiáng)烈陽光下辨識圖像，識別交通信號燈。模擬攝像機(jī)在夜景路燈下較難區(qū)分出紅綠燈，而寬動態(tài)攝像機(jī)則可清晰分辨通過路口的車輛是否有違章行為，此類問題的解決極大方便了交警部門的管理和取證，得到交管部門的好評；

鐵路
    應(yīng)用在鐵路上的寬動態(tài)攝像機(jī)主要是針對火車集中的物流場所等特殊環(huán)境，由于鐵軌上光線對比度強(qiáng)，特別是到了晚上，火車車頭燈太亮，在物流集中的場所的多條鐵軌之下，普通攝像機(jī)根本無法進(jìn)行分辨，因此必須使用寬動態(tài)的攝像機(jī)；

煉鋼廠
    應(yīng)用在煉鋼廠的寬動態(tài)攝像機(jī)主要是對鍋爐進(jìn)行監(jiān)控，由于煉鋼廠的環(huán)境比較惡劣，對攝像機(jī)的要求則非常高，除了防爆防高溫，以及需要工業(yè)級的機(jī)殼外，由于鍋爐中的鐵水溫度高，光線對比度強(qiáng)，普通攝像機(jī)難以達(dá)到監(jiān)控效果，在此情況下，寬動態(tài)攝像機(jī)則擔(dān)當(dāng)起了不可或缺的重責(zé)。

    除了以上應(yīng)用場合外，由于寬動態(tài)能在光線落差較大的環(huán)境中（特別是從室內(nèi)看向室外）看清全景中每個角落的細(xì)節(jié)，所以其也廣泛應(yīng)用于安裝了寬大玻璃窗的辦公大廳、酒店大堂、機(jī)場等場所。同時隨著“平安城市”的開展，寬動態(tài)攝像機(jī)也在地鐵、輕軌、監(jiān)獄以及一些娛樂場所等場合有所應(yīng)用。未來，隨著技術(shù)的不斷完善，相信寬動態(tài)攝像機(jī)的應(yīng)用場合也將越來越寬廣。

工程篇
好的產(chǎn)品 從選購安裝開始
    隨著制造商宣傳推廣力度的加大，“寬動態(tài)”這個詞也逐漸深入人心，但業(yè)內(nèi)普遍有這樣的看法，很多甲方，僅僅只有“寬動態(tài)”這個概念，而在技術(shù)上并不了解，面對各個廠家的“寬動態(tài)”，又該如何選購和安裝呢？[nextpage]

    大多業(yè)內(nèi)表示，在選購寬動態(tài)攝像機(jī)時，首先要了解廠家在該領(lǐng)域的應(yīng)用情況如何，其次，要了解廠家的技術(shù)實(shí)力，以及廠家是否達(dá)到規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時，面對廠家層出不窮的技術(shù)術(shù)語，在選購時，應(yīng)注意適合自己的需要才是最重要的。除了以上幾點(diǎn)外，還應(yīng)多關(guān)注以下幾項(xiàng)性能：
·亮區(qū)與暗區(qū)之間的過渡是否清晰自然，要注意部分?jǐn)z像機(jī)在過渡時會出現(xiàn)重影現(xiàn)象或造成圖像顏色發(fā)生變化；
·亮區(qū)與暗區(qū)的表現(xiàn)是否均清晰，特別是晚間在道路上，看汽車大燈下的牌照時是否出現(xiàn)豎亮線，好的攝像機(jī)都有豐富的層次和細(xì)膩的表現(xiàn)，能將大燈的輪廓、燈絲及牌照清晰的表現(xiàn)出來；
·動態(tài)范圍的自動調(diào)節(jié)功能，有的寬動態(tài)攝像機(jī)中午調(diào)試清楚了，到了下午室內(nèi)就看不清楚了，這也是產(chǎn)品技術(shù)不過關(guān)所造成的；
·背景光范圍是否被指定，以及在晚間監(jiān)視強(qiáng)逆光物體的移動是否發(fā)虛。

    寬動態(tài)攝像機(jī)在安裝上，較以往的攝像機(jī)相比，已經(jīng)有了一個較為寬松的安裝環(huán)境，但仍要注意，不要認(rèn)為有了“寬動態(tài)”就能夠直接面對光線，其實(shí)應(yīng)該是在白天不要面對陽光，在夜間也不要面對直射的車燈，應(yīng)保持與直射光源之間的角度，以避免燒壞感應(yīng)器件。另外，寬動態(tài)攝像機(jī)在使用時最好同自動光圈鏡頭相配，這樣可以更好地表現(xiàn)寬動態(tài)效果，當(dāng)然，在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能將攝像機(jī)安裝在順光的環(huán)境里。

    而在調(diào)試寬動態(tài)攝像機(jī)的過程，JVC（中國）投資有限公司技術(shù)支持工程師譚耀明談到，其實(shí)就目前而言，其是各個廠家對 “寬動態(tài)”進(jìn)行詮釋的過程，所以甲方應(yīng)盡量找有經(jīng)驗(yàn)的工程商進(jìn)行調(diào)試，否則將難以在盡可能短的時間內(nèi)調(diào)試出寬動態(tài)功能。而作為工程調(diào)試人員，也必須要有思想準(zhǔn)備，除非是機(jī)器寫明不需要進(jìn)行調(diào)試，否則，也很難一次就能調(diào)試到滿意的效果。再者，從目前的技術(shù)而言，寬動態(tài)的實(shí)現(xiàn)是多次不同速度的曝光后再有DSP處理的結(jié)果，因此在手動曝光速度（固定曝光速度）下是不能實(shí)現(xiàn)寬動態(tài)功能的，這在調(diào)試過程中也應(yīng)多加注意。

市場篇
市場分額尚待開拓
    隨著使用環(huán)境的迅速擴(kuò)大和使用者日益多元化，攝像機(jī)的技術(shù)和分類也發(fā)生了巨大變化。各生產(chǎn)廠商始終致力于提高攝像機(jī)的新技術(shù)，使其能夠最大程度的滿足應(yīng)用要求。其中寬動態(tài)攝像機(jī)是非常重要的一個分支，在一定程度上也體現(xiàn)了一個攝像機(jī)生產(chǎn)廠商的技術(shù)發(fā)展實(shí)力和發(fā)展方向。但伴隨著攝像機(jī)微利時代的來臨，寬動態(tài)攝像機(jī)由于其定位的是高端產(chǎn)品，較高的價格也把市場范圍縮小了不少，而能夠采購此類攝像機(jī)的，也往往是一些有實(shí)力的用戶。大多業(yè)內(nèi)人士也表示，目前寬動態(tài)攝像機(jī)在整個攝像機(jī)市場而言，其所占的市場分額僅為8%-10%左右。深圳市宏天智電子有限公司市場人員萬文軍指出，目前盡管大多數(shù)寬動態(tài)攝像機(jī)的制造廠商每年都還是有10%左右的市場增長率，但純粹強(qiáng)調(diào)“寬動態(tài)”功能的攝像機(jī)的市場狀況卻并不能讓各廠家滿意。

    同時，由于技術(shù)門檻，只有國外少數(shù)廠家掌握了寬動態(tài)的技術(shù)，所以它的成本也不容易降下來。JVC（中國）公司的譚耀明指出，比較國產(chǎn)和進(jìn)口寬動態(tài)攝像機(jī)可以看出，國產(chǎn)的設(shè)備相對價格較低，工藝稍遜一籌；進(jìn)口的設(shè)備性能好，價格高，認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)也都是國際上的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在銀行、道路等高端市場，國外品牌的占有率能達(dá)到80%，而國內(nèi)廠商則定位于中低端市場，但近幾年，國內(nèi)廠商逐漸興起，技術(shù)上和制造工藝上也有所提高，市場占有率也在逐漸提高。

“平安城市”顯商機(jī) 市場渴望標(biāo)準(zhǔn)
    隨著“平安城市”在全國各地的開展，給寬動態(tài)攝像機(jī)帶來了一些商機(jī)。三立張治國向筆者談到，在“平安城市”里，寬動態(tài)攝像機(jī)將會應(yīng)用到更多的場合，特別是今年3月份頒布的《娛樂場所管理?xiàng)l例》中的相關(guān)規(guī)定，也給寬動態(tài)攝像機(jī)帶來了商機(jī)，由于娛樂場所的燈光環(huán)境比較復(fù)雜，普通的攝像機(jī)難以達(dá)到監(jiān)看效果，這就讓寬動態(tài)攝像機(jī)有了用武之地。廣州利凌電子有限公司市場經(jīng)理馮筱羽表示：“平安城市更多的是用到快球，為搶占這一商機(jī)，有些廠家就開發(fā)出了帶有寬動態(tài)技術(shù)的快球；而城市道路以及高速公路的收費(fèi)站用的攝像機(jī)需要24小時監(jiān)控，除了日夜兩用型的攝像機(jī)外，增加寬動態(tài)功能也將能滿足甲方的更高要求?！?/P>

    “平安城市”給寬動態(tài)攝像機(jī)帶來了商機(jī)，但同時也應(yīng)看到其所面臨的挑戰(zhàn)。JVC譚耀明感嘆到，目前攝像機(jī)市場還沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以公安部門為例，其對項(xiàng)目規(guī)劃就沒有一個全國性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而是按各地自己的要求來做，這樣持久下去，有可能導(dǎo)致市場混亂，形成惡性競爭。大多業(yè)內(nèi)人士也都表示，現(xiàn)在攝像機(jī)市場需要成立一個專業(yè)的管理機(jī)構(gòu)，來對市場進(jìn)行約束和規(guī)范。使寬動態(tài)攝像機(jī)市場走上全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的道路。

結(jié)語
    寬動態(tài)攝像機(jī)定位于高端產(chǎn)品，近2000元甚至更高的出廠價也讓市場價縮小了不少。且現(xiàn)在大多數(shù)制造商也發(fā)現(xiàn)，純寬動態(tài)攝像機(jī)的高成本所導(dǎo)致的高價位已經(jīng)不能滿足市場的需求，亟待與其他種類的攝像機(jī)進(jìn)行整合?，F(xiàn)在，寬動態(tài)與一體化攝像機(jī)、日夜兩用型攝像機(jī)、球機(jī)等結(jié)合的產(chǎn)品已應(yīng)運(yùn)而生，如松下的第三代超級寬動態(tài)攝像機(jī)就是將寬動態(tài)的功能應(yīng)用于球機(jī)當(dāng)中，而三星最新一款超級寬動態(tài)攝像機(jī)也具有了日夜轉(zhuǎn)換的功能。