寬動(dòng)態(tài)技術(shù)

寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。當(dāng)在強(qiáng)光源（日光、燈具或反光等）照射下的高亮度區(qū)域及陰影、逆光等相對(duì)亮度較低的區(qū)域在圖像中同時(shí)存在時(shí)，攝像機(jī)輸出的圖像會(huì)出現(xiàn)明亮區(qū)域因曝光過度成為白色，而黑暗區(qū)域因曝光不足成為黑色，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。攝像機(jī)在同一場(chǎng)景中對(duì)最亮區(qū)域及較暗區(qū)域的表現(xiàn)是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動(dòng)態(tài)范圍”。

廣義上的“動(dòng)態(tài)范圍”是指某一變化的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，在談及攝像機(jī)產(chǎn)品的拍攝圖像指標(biāo)時(shí)，一般的“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。

寬動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)方式有兩種，一種是相對(duì)范圍內(nèi)的，通常用倍數(shù)或者“db”來表示；另一種是絕對(duì)差值范圍。當(dāng)前，視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)的鏡頭主要是CCD芯片和CMOS芯片構(gòu)成。因此，對(duì)于攝像機(jī)的寬動(dòng)態(tài)工作原理來說，基本上也是基于這兩類鏡頭的技術(shù)特點(diǎn)展開。

確定攝像機(jī)成像器的動(dòng)態(tài)范圍的方法主要有兩種：一種是使用傳感器和圖像處理器中基本電路的相關(guān)信息由上述公式計(jì)算得出；另一種是使用灰階測(cè)試卡和實(shí)驗(yàn)儀器來收集和觀察圖像，并測(cè)量影像級(jí)別的方法得出。

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。

常規(guī)攝像機(jī)視場(chǎng)中的物體在亮度較高的背景光時(shí)，需要看門口或窗外的物體，通常采用中央背光補(bǔ)償（BLC）模式，它主要是靠提升視場(chǎng)中央部分的亮度、降低視場(chǎng)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。

背光補(bǔ)償，也稱為逆光補(bǔ)償，是把畫面分成幾個(gè)不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別曝光。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，視場(chǎng)中可能包含一個(gè)很亮的區(qū)域，而被包含的主體則處于亮場(chǎng)的包圍之中，畫面一片昏暗，無層次。此時(shí)由于AGC檢測(cè)到的信號(hào)電平并不低，因此放大器的增益很低，不能改進(jìn)畫面主體的明暗度，當(dāng)引入逆光補(bǔ)償時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，通過求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來確定AGC電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會(huì)有較高的增益，使輸出信號(hào)的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫明朗，大大降低背景畫面與主體畫面的主觀亮度差，整個(gè)視場(chǎng)的可視性得到改善。逆光補(bǔ)償雖然改善了拍攝主體的亮度，但是圖像質(zhì)量或多或少會(huì)劣化下降。

而寬動(dòng)態(tài)這一技術(shù)是同一時(shí)間曝光兩次，一次快，一次慢，再進(jìn)行合成使得能夠同時(shí)看清畫面上亮與暗的物體。雖然二者都是為了克服在強(qiáng)背光環(huán)境條件下，看清目標(biāo)而采取的措施，但背光補(bǔ)償是以犧牲畫面的對(duì)比度為代價(jià)的，所以從某種意義上說，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是背光補(bǔ)償?shù)纳?jí)。

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