超寬動態網路攝像機

超寬動態網路攝像機，1/3″DPS（Digital Pixel System）寬動態圖像感測器。

基本介紹

• 中文名：超寬動態網路攝像機
• 類型：攝像機
• 背景：動態範圍的局限下
• 套用：高速公路收費監控系統
• 技術：超級寬動態技術
• 作用：拍攝效果更清晰

開發來由

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”。而在實際生活中存在很多這樣的光線反差很大的監控區域，比如銀行的玻璃門，隧道路口，以及各種道理監控場景等。普通攝像機的攝錄效果無法滿足這些場景監控的需求，在此情況下超寬動態攝像機技術就營運而生了，超寬動態攝像機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，實際攝錄是由多個圖像組合而成（表面上可以這樣理解）這樣的攝錄效果更清晰、更真實。

特點

各家的超寬動態網路攝像機特點都有所不同，下面以 SN-IPC54/00 為例講解一下:

·1/3″DPS（Digital Pixel System）寬動態圖像感測器

·超寬動態範圍，動態範圍可達120dB

·標準H.264視頻壓縮格式，支持多碼流選擇

·採用G723.1/6.3kbps壓縮算法，支持雙向音頻

·低碼流請盛高幀率傳輸，獨有技術保持超低頻寬，最低碼流可至5Kb

·SD記憶卡插槽，能有效解決由於網路故障引起的視頻丟失問題

·RS485接口，內置多種雲台控制協定，可外接雲台控制解碼器

·具有報警輸入/輸出功能

·支持POE供電

·內置Web頁面，可通過IE進行遠程瀏覽和配置

·支持DES/3DES, HTTPS數據加密算法，保證網路數據傳輸安全性

·支持多級密碼保護及IP位址過濾功能，允許授權用戶對網路攝像機進行配置修改和訪問

·支持RTP/RTCP、TCP/UDP, IPV4/IPV6,HTTP, DHCP，DDNS，PPPoE等多種網路協定

·提供完備的SDK開發包

·支持水印技術

·強大的網路客戶端功能，通過網路監控系統可進行遠程管理

·特別適用於ATM機、銀行出入口、酒店等光線較複雜的場所監控及傳輸項目

套用

目前低照度、 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“看清跨淋艱”，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。由照嘗應朽於需要看清車牌，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。

實現方式

CCD+DSP技術

DSP晶片是一種特殊的微處理器，根據數位訊號處理理論的數學模型和算法，設計出專門的數位訊號微處理器晶片。計算程式祖拘微全部“硬化”，數字濾波器所需要的其他設備也全部集成、硬化，比如加法器、存儲器、控奔茅市制器、輸入/輸出接口，甚至其他類型的外部設備等。許多在模擬信號處理器中無法進行的工作，都可以在數字處理中進行，如二維數字濾波、數字動態圖像檢測、數字背景光補償、膚色輪幾循鑽廓校正、細節補償頻率調節、準確的彩色矩陣、精確的校正、自動聚焦等。

超級寬動態技術常使用雙速CCD配合DSP的處理方式。這種雙曝光(或雙快門)技術的核心是針對明暗反差較大的場景，攝像機先對明亮區域進行一次快速曝光，得到一幅亮部區域清晰正常的圖像並存儲到數據緩衝存儲器中;然後再對場景中暗部區域進行一次慢速曝光，得到一幅暗部區域畫面清晰的圖像也存儲到數據緩衝存儲器中。以上曝光完畢後，利用DSP特有的圖像處理算法，將兩幅圖像當中亮度適當的部分分別切割下來，最後進行疊加合成並輸出一幅明暗區域都清晰可見的圖像。這樣就能避免亮部曝光過度和暗部曝光不足的問題，從而使整個畫面都清晰可見，以實現寬動態的處理效果。但如果採用不同DSP 晶片，在具體細節上還是有明顯差別，比如對靈敏度、色捆敬挨罪還原度、白平衡等的處理。

CMOS+DPS技術

史丹福大學20世紀90年代技術發展基礎上研發了一種基於CMOS技術的新型的圖像拾取系統——DPS(數字像素處理系統)，此系統可以通過其超強的寬動態功能來獲得高質量的圖片。寬動態功能劃時代地提升了一幅圖像中亮和暗區域的影像拍攝效果，可以達到比CCD更真實、更清晰的圖像。在寬動態處理上，DPS採用的是每一個像素單獨曝光和ARM7控制技術，相比於CCD的兩次曝光成像有了更高的動態範圍。從數值上來說，採用DPS技術的CMOS攝像機的處理技術，其動態範圍即可到達95dB，甚至可至120dB。在擴大動態範圍的同時，DPS也解決了CCD感測器在處理動態範圍和色彩真實性上的不足，其色彩還原性更加真實，能夠滿足套用的要求。使用這種技術的攝像機在數字圖像感測器里每一個像素中都使用了一個模擬數字轉換器(ADC)，在捕捉到光信號時直接轉化為數位訊號，最大程度地降低了信號在排列中的衰減和干擾。

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。

實現方式

CCD+DSP技術

DSP晶片是一種特殊的微處理器，根據數位訊號處理理論的數學模型和算法，設計出專門的數位訊號微處理器晶片。計算程式全部“硬化”，數字濾波器所需要的其他設備也全部集成、硬化，比如加法器、存儲器、控制器、輸入/輸出接口，甚至其他類型的外部設備等。許多在模擬信號處理器中無法進行的工作，都可以在數字處理中進行，如二維數字濾波、數字動態圖像檢測、數字背景光補償、膚色輪廓校正、細節補償頻率調節、準確的彩色矩陣、精確的校正、自動聚焦等。

超級寬動態技術常使用雙速CCD配合DSP的處理方式。這種雙曝光(或雙快門)技術的核心是針對明暗反差較大的場景，攝像機先對明亮區域進行一次快速曝光，得到一幅亮部區域清晰正常的圖像並存儲到數據緩衝存儲器中;然後再對場景中暗部區域進行一次慢速曝光，得到一幅暗部區域畫面清晰的圖像也存儲到數據緩衝存儲器中。以上曝光完畢後，利用DSP特有的圖像處理算法，將兩幅圖像當中亮度適當的部分分別切割下來，最後進行疊加合成並輸出一幅明暗區域都清晰可見的圖像。這樣就能避免亮部曝光過度和暗部曝光不足的問題，從而使整個畫面都清晰可見，以實現寬動態的處理效果。但如果採用不同DSP 晶片，在具體細節上還是有明顯差別，比如對靈敏度、色還原度、白平衡等的處理。

CMOS+DPS技術

史丹福大學20世紀90年代技術發展基礎上研發了一種基於CMOS技術的新型的圖像拾取系統——DPS(數字像素處理系統)，此系統可以通過其超強的寬動態功能來獲得高質量的圖片。寬動態功能劃時代地提升了一幅圖像中亮和暗區域的影像拍攝效果，可以達到比CCD更真實、更清晰的圖像。在寬動態處理上，DPS採用的是每一個像素單獨曝光和ARM7控制技術，相比於CCD的兩次曝光成像有了更高的動態範圍。從數值上來說，採用DPS技術的CMOS攝像機的處理技術，其動態範圍即可到達95dB，甚至可至120dB。在擴大動態範圍的同時，DPS也解決了CCD感測器在處理動態範圍和色彩真實性上的不足，其色彩還原性更加真實，能夠滿足套用的要求。使用這種技術的攝像機在數字圖像感測器里每一個像素中都使用了一個模擬數字轉換器(ADC)，在捕捉到光信號時直接轉化為數位訊號，最大程度地降低了信號在排列中的衰減和干擾。