超低照度超寬動態攝像機

超低照度超寬動態攝像機，是集低照度和寬動態兩大功能於一體的攝像機，低照度可以在極其微弱的光照下工作的閉路電視攝像機。可以在低於正常視覺回響的光照情況下工作的閉路電視系統

超級寬動態技術是在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像的特色而運用的一種技術。 當在強光源（日光、燈具或反光等）照射下的高亮度區域及陰影、逆光等相對亮度較低的區域在圖像中同時存在時，攝像機輸出的圖像會出現明亮區域因曝光過度成為白色，而黑暗區域因曝光不足成為黑色，嚴重影響圖像質量。攝像機在同一場景中對最亮區域及較暗區域的表現是存在局限的，這種局限就是通常所講的“動態範圍”

基本介紹

• 中文名：超低照度超寬動態攝像機
• 外文名：Ultra low light super wide dynamic camera
• 功能：低照度和寬動態
• 類型：閉路電視攝像機
• 局限：動態範圍
• 套用：電子警察系統等

原理

在一些明暗反差過大的場合，一般的攝像機由於CCD的感光特性所限制，攝取的圖像往往出現背景過亮或前景太暗的情況。針對這種情況，寬動態技術應運而生，較好地解決了這一問題。而在此之前，傳統的攝像機一般會採取背光補償功能來適應光線反差大的場合。

常規攝像機視場中的物體在亮度較高的背景光時，需要看門口或窗外的物體，通常採用中央背光補償(BLC)模式，它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到看清位於中央位置內物體的目的。

背光補償，也稱為逆光補償，是把畫面分成幾個不同的區域，每個區域分別曝光。在某些套用場合，視場中可能包含一個很亮的區域，而被包含的主體則處於亮場的包圍之中，畫面一片昏暗，無層次。此時由於AGC檢測到的信號電平並不低，因此放大器的增益很低，不能改進畫面主體的明暗度，當引入逆光補償時，攝像機僅對整個視場的一個子區域進行檢測，通過求此區域的平均信號電平來確定AGC電路的工作點。由於子區域的平均電平很低，AGC放大器會有較高的增益，使輸出信號的幅值提高，從而使監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，整個視場的可視性得到改善.逆光補償雖然改善了拍攝主體的亮度，但是圖像質量或多或少會劣化下降。

而寬動態這一技術是同一時間曝光兩次，一次快，一次慢，再進行合成使得能夠同時看清畫面上亮與暗的物體。雖然二者都是為了克服在強背光環境條件下，看清目標而採取的措施，但背光補償是以犧牲畫面的對比度為代價的，所以從某種意義上說，寬動態技術是背光補償的升級。

採用了適應性抗馬賽克色彩再生算法，彩色達到540線，黑白570線。

強大的靈敏度增強技術，提供動態的3D過濾後的圖像，最佳化了信噪比。並且在保持全實時效果的低照度條件下，增強可見度。

採用了高級的局部區域強化對比技術，即使在較差的照度條件下也能得到理想的對比度。

採用獨特的色彩控制算法可以擴大白平衡使用範圍，即可以在很寬的色溫範圍內，將顏色準確真實的再現。這也意味著在很低照度條件下也能支持使用彩色模式並且很好的進行白平衡。

寬動態範圍成為光信號檢測的一

套用

低照度、 寬動態攝像機用於道路監控的重點是高速公路收費監控系統,主要是對收費站的車道、收費廣場、收費亭的收費情況，對收費車道通過的車輛類型、收費員的操作過程以及收費過程中的突發事件和特殊事件進行觀察和記錄，實施有效的監督。。尤其是在晚上，收費站工作人員需要看清車牌，而一般情況下，車燈打開後，路上的環境照度與車牌的照度形成了一定的動態範圍，傳統攝像機難以“看清”，所以對低照度、寬動態攝像機有了需求。

其次是電子警察系統，過閉路電視監控和沖紅燈自動攝錄等手段，提高指揮中心的直觀性、實時調動能力和對交通事故、意外事件的回響能力，以及增強查處違章的客觀性，並對控制區域進行全面協調控制，提高車輛的通行能力。由於需要看清車牌，24小時監控，所以對低照度，寬動態攝像機有需求。

另外城市商業街中也有一定的套用，用以掌握一些繁華路口的交通情況，路段周圍車輛的運行情況和，行人的流量情況和交通治安情況等問題。

鑑別

對於我們購買電子產品來說，通過機械的測算無疑是最準確的一種驗證方法。但是在許多時候，我們幾乎不可能為了購買一套設備，而再去專為其配置一套專業驗證設備。因此，依靠周邊環境的特點以及對光照環節變化的觀察，再加上不同類型攝像機的比對，則可以幫助我們在性能分析上省去不少的麻煩。

首先，在了解監控攝像機的寬動態性能時，挑選一個光線清晰的逆光場所，這裡我們可以選擇安裝玻璃門的店鋪來做參考。在測試中，我們可以挑選一台普通攝像機與一台寬動態攝像機作對比，使他們同時逆光拍攝一個地點。一般情況下，普通攝像機會因為光線反差過大而難以清晰的顯示監控內的全部景象，即使啟用背光補償功能，也會因為光線的反差而造成遠近情景清晰度的差別。而寬動態攝像機則可以很好的避免這種情況，實現全監控範圍的清晰，這方面顯示的差別還是很明顯的。另一方面，在夜晚的環境下將攝像機接受車燈的直接照射，通過觀察是否有豎線的出現，或者移動物體是否發虛，也都是觀測寬動態攝像機工作性能不錯的方式。

此外，在觀測過程中，通過對開機畫面穩定時間的長短，也可以分析出寬動態晶片的處理速度。在我們選擇寬動態攝像機時，除了監測寬動態的範圍之外，攝像機的清晰度，色彩還原度和操作性方面，也是需要我們在多次的模擬和對比之後做出判斷的主要方面。

作為一款非常實用的光線調整技術，寬動態功能在提升光照環境、擴展監控範圍方面做出了非常大的貢獻。雖然在一些技術的套用上還有很多需要改進的地方，尤其在DPS的套用上更是存在靈敏度受影響的缺陷，但是作為光線調整技術中的一種，能一步實現如此大範圍的成像平衡已經實屬不易。而對於寬動態技術本身來說，只有不斷的拓展自身技術，實現更多環境更多技術條件下的高質量成像，才會讓寬動態技術本身在監控技術的快速發展中走的更遠。

技術知識

寬動態範圍是圖像能分辨最亮的亮度信號值與能分辨的最暗的亮光信號值的比值。

寬動態的表現方式以“倍數”或“dB”來表示，在以100IRE為標準時，換算公式：N dB=20log（V2/V1）。普通攝像機（稱V1）的寬動態值為10dB ,如寬動態為48 dB ，與普通攝像機之間的差為38 dB，V2/V1=80，說明與普通攝像機寬動態差為80倍，松下第三代寬動態攝像機是54 dB，V2/V1=160倍。池上ISD-A10攝像機典型動態範圍95 dB，V2/V1=17782倍，最大寬動態範圍120dB，V2/V1=316227倍。從“倍數”上看，採用Pixim DPS技術的攝像機，寬動態範圍要比CCD寬動態範圍有極大的提高。