宽动态摄像机

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2019/12/10 06:08:01
动态定义:广义上的“动态范围”是指某一变化的事物可能改变的跨度,即其变化值的最低端极点到最高端极点之间的区域,此区域的描述一般为最高点与最低点之间的差值。这是一个应用非常广泛的概念,在谈及摄像机产品的拍摄图像指标时,一般的“动态范围”是指摄像机对拍摄场景中景物光照反射的适应能力,具体指亮度(反差)及色温(反差)的变化范围。 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”。
自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。当摄像机从室内看窗户外面,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000/100=100:1。这个对比使人眼能很容易地看到,因为人眼能处理1000:1的对比度。然而以传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题,传统摄像机只有3:1的对比性能,它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光,但是室外的影像会被清除掉(全白);或者换种方法,摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光,但是室内的影像会被清除(全黑)。这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。
在一些明暗反差过大的场合,一般的摄像机由于CCD的感光特性所限制,摄取的图像往往出现背景过亮或前景太暗的情况。针对这种情况,宽动态技术应运而生,较好地解决了这一问题。而在此之前,传统的摄像机一般会采取背光补偿功能来适应光线反差大的场合。   常规摄像机视场中的物体在亮度较高的背景光时,需要看门口或窗外的物体,通常采用中央背光补偿(BLC)模式,它主要是靠提升视场中央部分的亮度、降低视场四周部分的亮度来达到看清位于中央位置内物体的目的。   背光补偿,也称为逆光补偿,是把画面分成几个不同的区域,每个区域分别曝光。在某些应用场合,视场中可能包含一个很亮的区域,而被包含的主体则处于亮场的包围之中,画面一片昏暗,无层次。此时由于AGC检测到的信号电平并不低,因此放大器的增益很低,不能改进画面主体的明暗度,当引入逆光补偿时,摄像机仅对整个视场的一个子区域进行检测,通过求此区域的平均信号电平来确定AGC电路的工作点。由于子区域的平均电平很低,AGC放大器会有较高的增益,使输出信号的幅值提高,从而使监视器上的主体画明朗,大大降低背景画面与主体画面的主观亮度差,整个视场的可视性得到改善.逆光补偿虽然改善了拍摄主体的亮度,但是图像质量或多或少会劣化下降。   而宽动态这一技术是同一时间曝光两次,一次快,一次慢,再进行合成使得能够同时看清画面上亮与暗的物体。虽然二者都是为了克服在强背光环境条件下,看清目标而采取的措施,但背光补偿是以牺牲画面的对比度为代价的,所以从某种意义上说,宽动态技术是背光补偿的升级。
道路监控系统摄像机需求分析.   对图像的清晰度和实时性有很高的要求,要求能看清车牌,若车牌号码不能被清晰地确认出来,则监控抓拍就毫无意义了。 由于道路监控需要24小时工作,需要在极暗的条件下也可以得到优质的画面。 室外道路的光线的动态范围变化较大,夏日阳光下环境照度达50000Lx-100000Lx;夜间路灯时仅为0.1Lux,变化幅度相当大。在这种情况下摄像机无论是否具有自动调整灵敏度功能即通过摄像机本身的电子快门已不可能适应这么宽的照度范围,也就无法达到控制图像效果的作用。因此必须要求摄像机具有很宽的动态范围。 在照度不好的条件下拍摄时,拍摄的动态图像不可避免的会有噪点干扰,所有要求宽动态摄像机有杰出的动态图像噪点消除功能,能够消除图像阴影和拖尾现象。 例如晚上微弱的路灯或没有光线的情况下,对着开远光灯的车辆很难看清其车牌,这就是是由于车灯与车牌亮度之比超过人眼能辨别的动态范畴,人眼能分别的动态范畴一般是1000:1,而普通摄像机的动态规模是3:1,因此普通的摄像机在晚上基本无法到达拍清正面行驶车辆的车牌。通常情况下汽车大灯强光面照度大约为 1000LX,满月夜光约为4LX,斟酌大灯本身对周围照度的晋升,当车牌表面的照度达到8LX以上时其动态规模降到了1000:8=125倍,目前深安摄像机灵活态范围已经达到了128倍,就可以完整满足要求了。