從上個(gè)世紀(jì)60年代開始，閉路監(jiān)控系統(tǒng)伴隨著黑白攝像機(jī)的誕生開始逐步進(jìn)入軍事領(lǐng)域，又慢慢進(jìn)入了我們社會(huì)的各個(gè)角落。隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展壯大，新技術(shù)革命的興起和微處理技術(shù)進(jìn)一步普及發(fā)展，傳統(tǒng)的黑白攝像機(jī)已經(jīng)被彩色攝像機(jī)取代，清晰度也由原來的低線發(fā)展到現(xiàn)在的高線，現(xiàn)在已經(jīng)推出了高清晰的模擬攝像機(jī)。
模擬高清攝像機(jī)目前廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，由于其有著較高的性價(jià)比和較低的價(jià)格比，因此其應(yīng)用十分普遍，就現(xiàn)今來說，數(shù)字高清攝像機(jī)的普及還遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上模擬機(jī)，主要原因是網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和碼流的技術(shù)問題，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶來的問題還是存在一定的影響，其次價(jià)格因素也是制約數(shù)字高清攝像機(jī)的大面積普及應(yīng)用的主要原因之一。
寬動(dòng)態(tài)功能
模擬高清攝像機(jī)將逐步被數(shù)字網(wǎng)絡(luò)高清機(jī)所取代，就目前來說，COMS感光芯片的模擬高清攝像機(jī)將成為主流產(chǎn)品，對(duì)于大多數(shù)室外場(chǎng)合應(yīng)該的此類攝像機(jī)更加是如此，數(shù)字WDR技術(shù)成了了必然。
寬動(dòng)態(tài)是指攝像機(jī)同時(shí)可以看清楚圖像最亮與最暗部分的照度比值?！皠?dòng)態(tài)范圍”廣義上說是指某一變化事物可能改變的跨度，即其變化值的最低端極點(diǎn)到最高端極點(diǎn)之間的區(qū)域，此區(qū)域的描述一般為最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的差值。攝像機(jī)的“動(dòng)態(tài)范圍”是指攝像機(jī)對(duì)拍攝場(chǎng)景中景物光照反射的適應(yīng)能力，具體指亮度(反差)及色溫(反差)的變化范圍。即表示攝像機(jī)對(duì)圖像的最“暗”和最“亮”的調(diào)整范圍，是靜態(tài)圖像或視頻幀中最亮色調(diào)與最暗色調(diào)的比值。而色調(diào)能呈現(xiàn)出圖像或幀中的精準(zhǔn)細(xì)節(jié)，作為兩種色調(diào)的比值，動(dòng)態(tài)范圍的單位可以是分貝、比特、檔，或者簡(jiǎn)單以比率或倍數(shù)來表示。
目前，CCD攝像機(jī)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的方法有輸出信號(hào)伽馬修正方法、對(duì)數(shù)壓縮放大方法、單幀圖像兩次取樣方法、單幀圖像多次取樣方法四種。在安防監(jiān)控領(lǐng)域中，一般多采用單幀圖像兩次或五次取樣方法，尤其多用兩次曝光取樣方法。
CMOS寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的方法有：雙斜率輸出模式、對(duì)數(shù)輸出模式、伽馬校正輸出模式、線性-對(duì)數(shù)輸出模式與CMOS-DPS數(shù)字像素式等。下面就簡(jiǎn)介一下CMOS-DPS數(shù)字像素式的CMOS攝像機(jī)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的原理。
分辨率原理
圖像清晰度主要取決于攝像機(jī)的水平分辨率， CCD芯片經(jīng)歷了從普通的CCD;Super CCD;EX-VIEW CCD的發(fā)展過程，攝像機(jī)的水平分辨率也在不斷地提高。其經(jīng)歷了從380線→420線→480線→500線→520線→540線→650線及其以上的發(fā)展過程。
由于CCD輸出的圖像極限清晰度與CCD的原始像素?cái)?shù)密切相關(guān)，即攝像機(jī)最終圖像分辨率與CCD的像素?cái)?shù)密切相關(guān)。
按照CCD的像素?cái)?shù)量，PAL制水平方向只有768個(gè)像素，換算成電視分辨率為768×3/4=576電視線，因此水平清晰度不可能超過600線。超過600線的水平分辨率是從哪來的呢?這主要是因?yàn)镃CD技術(shù)廣泛地采用了稱為像素空間偏置等的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝。
當(dāng)采用像素偏置技術(shù)時(shí)，綠色CCD和紅藍(lán)CCD將取得不同點(diǎn)的圖像信息，經(jīng)過DSP數(shù)字信號(hào)處理之后，就可以得到紅色曲線的圖像信息(如物體有高于紅線的細(xì)節(jié)信息則無法得到)，而不采用像素偏置技術(shù)，則只能得到如藍(lán)色曲線的圖像信息，顯然，實(shí)際輸出的圖像細(xì)節(jié)就少多了。在模擬標(biāo)清攝像機(jī)中，目前基本上都采用了這種技術(shù)，所以標(biāo)稱水平分辨率都大于750電視線。像素偏置的方法通常只用于水平方向，主要是由于垂直方向受掃描線數(shù)的限制，增加垂直方向的分辨力能力將沒有意義。而在模擬高清系統(tǒng)中，還有一種CCD采用了水平/垂直兩個(gè)方向的像素偏置方法。需要說明的是采用像素偏置的方法后，必須再通過DSP數(shù)字處理之后，才能真正達(dá)到提高分辨力水平的效果，將CCD輸出的R、G、B原始信號(hào)通過處理，變換后的信號(hào)就包含了像素偏置而得到的高頻率的圖像信息，才能真正達(dá)到提高分辨率水平的效果。
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