宽动态摄像机与CCD+DSP、CMOS+DPS技术

　　宽动态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。当在强光源(日光、灯具或反光等)照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围”。宽动态摄像机的技术特点是运用宽动态主要解决摄像机的逆光补偿问题。

　　一、从技术实现上主要分为如下两种

　　1、CCD+DSP技术：

　　双速CCD配合DSP的处理方式。这种双曝光(或双快门)技术的核心是针对明暗反差较大的场景，摄像机先对明亮区域进行一次快速曝光，得到一幅亮部区域清晰正常的图像并存储到数据缓冲存储器中；然后再对场景中暗部区域进行一次慢速曝光，得到一幅暗部区域画面清晰的图像也存储到数据缓冲存储器中。以上曝光完毕后，利用DSP特有的图像处理算法，将两幅图像当中亮度适当的部分分别切割下来，最后进行叠加合成并输出一幅明暗区域都清晰可见的图像。这样就能避免亮部曝光过度和暗部曝光不足的问题，从而使整个画面都清晰可见，以实现宽动态的处理效果。但如果采用不同DSP芯片，在具体细节上还是有明显差别，比如对灵敏度、色还原度、白平衡等的处理。

　　2、CMOS+DPS技术：

　　DPS采用的是每一个像素单独曝光和控制技术，加之利用CMOS传感器采集的多帧画面合成一幅完整图像的线性叠加，相比于CCD的两次曝光成像有了更高的动态范围。从数值上来说，采用DPS技术的CMOS摄像机就目前的处理技术，其动态范围即可到达120dB。在扩大动态范围的同时，DPS也解决了CCD传感器在处理动态范围和色彩真实性上的不足，其色彩还原性更加真实，能够满足应用的要求。使用这种技术的摄像机在数字图像传感器里每一个像素中都使用了一个模拟数字转换器(ADC)，在捕捉到光信号时直接转化为数字信号，最大程度地降低了信号在排列中的衰减和干扰。

　　目前通用监控网络摄像机大多采用CMOS+DPS宽动态技术，应用场景比较广泛，包括金融、教育、交通等多个领域。宽动态已经成为高清摄像机必不可少的一项功能，市场需求非常旺盛。

　　随着宽动态技术的不断成熟，近两年来，宽动态摄像机的销量有了突飞猛进的增长；目前，宽动态已经基本成为IPC标配功能。多帧合一的宽动态处理成为技术发展趋势，宽动态效果更加平滑、通透，动态范围更广。

　　二、分析其原因主要为：

　　从上游厂商来看，海思最新推出的3516A，支持两帧合一的线性宽动态；索尼IMX123等多型号传感器均支持1080P/60帧及更高帧率，以上技术为达到更加出色的宽动态处理做了铺垫。宽动态技术已经成为衡量一款摄像机性能的重要指标。就目前来看，标配宽动态功能，已经成为各IPC厂商的共识。