你知道的寬動(dòng)態(tài)有多寬？

2016-01-26 00:00 閱讀 3969 來(lái)源：安防知識(shí)網(wǎng) 評(píng)論區(qū)

寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特色產(chǎn)品，很多廠家把它作為主要賣點(diǎn)。媒體上對(duì)寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的介紹及產(chǎn)品評(píng)測(cè)、推介很多。感覺(jué)寬動(dòng)態(tài)技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜、技術(shù)指標(biāo)（數(shù)值）越來(lái)越高。讓人不禁要問(wèn)：“寬動(dòng)態(tài)到底有多寬？”

　　寬動(dòng)態(tài)的概念

　　攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍有兩個(gè)含義：一是指：適應(yīng)景物照度變化的能力。是時(shí)間域的概念，如、攝像機(jī)可全天(從早到晚)在自然光照下攝取良好的圖像。用可以適應(yīng)的最高照度和最低照度的范圍（比值）來(lái)表示；另一是指：對(duì)一個(gè)場(chǎng)景（一幅圖像）可以適應(yīng)其照度差別的能力，顯然是空間域的概念。就是說(shuō)：對(duì)一幅圖像而言，保證圖像具有適中的反差（灰度變化），可以同時(shí)較好的表現(xiàn)明亮部分和暗淡部分的圖像。用最明亮部分與最暗淡部分照度的變化范圍(比值)來(lái)表示。它的作用是使攝像機(jī)在逆光情況下，或景物中具有過(guò)亮、過(guò)暗部分時(shí)，可以攝取良好的圖像，圖像各部分的細(xì)節(jié)都能得到較好的表現(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，寬動(dòng)態(tài)就是場(chǎng)景中特別亮的部位和特別暗的部位同時(shí)都能看得特別清楚，寬動(dòng)態(tài)范圍就是圖像能分辨最亮的亮度信號(hào)值與能分辨的最暗的亮光信號(hào)值的比值。

　　顯然、實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)的基本方法是控制曝光。在時(shí)間域，利用鏡頭的光圈控制是最適宜的方法，既光學(xué)方法;但在空間域，需要對(duì)圖像的不同區(qū)域進(jìn)行分別的曝光控制（甚至分別控制每個(gè)像素的曝光），是由電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。無(wú)論哪種方法，實(shí)質(zhì)上、都是通過(guò)直方圖的變換（均衡或部分峰化），獲得圖像視覺(jué)效果的改善。

　　在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，寬動(dòng)態(tài)就是指：攝像機(jī)在空間域中適應(yīng)照度反差（變化范圍）的能力。而“寬”是強(qiáng)調(diào)，寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍很大地超過(guò)了普通攝像機(jī)。

　　寬動(dòng)態(tài)有多寬　　

　　實(shí)際上、攝像器件適應(yīng)景物照度的能力是有限的，過(guò)低的曝光被器件的熱噪聲淹沒(méi)，過(guò)度的曝光則會(huì)溢出，因此、攝像器件可輸出圖像信號(hào)是有限度的（通常0.7VP-P），可實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)范圍是有限值的。同時(shí)、人眼視覺(jué)特性可以適應(yīng)（接受）的動(dòng)態(tài)范圍也是有限度的，不能很好的分辨過(guò)低與過(guò)高亮度的圖像。電視技術(shù)依據(jù)這個(gè)特性，設(shè)計(jì)了攝像器件的輸出范圍。同時(shí)、人眼分辨圖像亮度（差）的能力也有限度。在可接受的亮度范圍內(nèi)，可分辨的層次是有限的。無(wú)論電視技術(shù)可以把多么寬的亮度范圍調(diào)節(jié)為攝像機(jī)的正常輸出，人眼可分辨還是哪么多層次，不是說(shuō)30dB動(dòng)態(tài)范圍的圖像，可分辨10個(gè)臺(tái)階的亮度差，120dB動(dòng)態(tài)范圍的圖像，就可分辨40個(gè)臺(tái)階。以上因素決定了攝像機(jī)的寬動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)是有限度的。實(shí)際應(yīng)用時(shí)、也并不是指標(biāo)越高、技術(shù)越復(fù)雜，效果就越好。

視頻監(jiān)控寬動(dòng)態(tài)

　　寬動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)

　　目前、寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)還沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)試方法（標(biāo)準(zhǔn)），各廠家給出的技術(shù)指標(biāo)差別很大、含義不同，沒(méi)有可比性。因此、首先要明確評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義，保證指標(biāo)的高低與實(shí)際圖像效果的好壞相符合;然后制定可操作的測(cè)試方法，保證測(cè)試結(jié)果的可比性。

　　目前、有機(jī)構(gòu)通過(guò)測(cè)試最低照度來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)范圍，根本不反映寬動(dòng)態(tài)的真實(shí)概念，也失去了“范圍”的含義;也有機(jī)構(gòu)提出所謂“電光轉(zhuǎn)換特性”的測(cè)試方法，通過(guò)對(duì)圖像亮度差（臺(tái)階）的鑒別來(lái)評(píng)價(jià)寬動(dòng)態(tài)。這種方法也沒(méi)有了“范圍”的含義，并且理論上的解釋模模糊糊。測(cè)量亮度（臺(tái)階）級(jí)數(shù)，要求在一個(gè)透射卡上產(chǎn)生多個(gè)亮度臺(tái)階，消除之間的干擾，并清晰地確認(rèn)之間是否可分辨是很困難的事。

　　評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)范圍，要同時(shí)測(cè)量圖像的兩個(gè)狀態(tài)（部分）：可分辨的最高亮度部分和可分辨的最低亮度部分。可分辨是指：在該亮度下，圖像具有適當(dāng)?shù)姆直婺芰Γǚ直嬉?guī)定的圖形）。透射式測(cè)試燈箱要有個(gè)兩獨(dú)立的光源（互不干擾），分別照射兩個(gè)測(cè)試圖形，產(chǎn)生高亮度和低亮度圖像部分；測(cè)量時(shí)、分別調(diào)節(jié)光源，當(dāng)兩部分都達(dá)到可分辨時(shí)，測(cè)量?jī)刹糠值恼斩龋赏ㄟ^(guò)標(biāo)定光源來(lái)度量）；最后計(jì)算兩者比值得出結(jié)果。

　　制定正確、可行的評(píng)價(jià)方法，首先應(yīng)搞清寬動(dòng)態(tài)的概念，正確的理解寬動(dòng)態(tài)技術(shù)。不能霧里看花，模模糊糊。筆者曾寫(xiě)過(guò)《寬動(dòng)態(tài)技術(shù)原理與評(píng)價(jià)》一文，文中說(shuō)明了各種寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的原理，在此又重點(diǎn)說(shuō)明寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的基本概念，就是以期引起更深入的探討。

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