寬動態(tài)攝像機(jī)是什么

　　寬動態(tài)攝像機(jī)技術(shù)是在非常強(qiáng)烈的對比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。在一些明暗反差過大的場合，一般的攝像機(jī)由于CCD的感光特性所限制，攝取的圖像往往出現(xiàn)背景過亮或前景太暗的情況。針對這種情況，寬動態(tài)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，較好地解決了這一問題.

　　寬動態(tài)攝像機(jī)介紹

　　寬動態(tài)實際是指攝像機(jī)同時可以看清楚圖像最亮與最暗部分的照度比值。而“動態(tài)范圍”廣義上說是指某一變化事物可能改變的跨度，即其變化值的最低端極點到最高端極點之間的區(qū)域，此區(qū)域的描述一般為最高點與最低點之間的差值。攝像機(jī)的“動態(tài)范圍”是指攝像機(jī)對拍攝場景中景物光照反射的適應(yīng)能力，具體指亮度(反差)及色溫(反差)的變化范圍。即表示攝像機(jī)對圖像的最“暗”和最“亮”的調(diào)整范圍，是靜態(tài)圖像或視頻幀中最亮色調(diào)與最暗色調(diào)的比值。而色調(diào)能呈現(xiàn)出圖像或幀中的精準(zhǔn)細(xì)節(jié)，作為兩種色調(diào)的比值，動態(tài)范圍的單位可以是分貝、比特、檔，或者簡單以比率或倍數(shù)來表示。

　　因為這幾乎涵蓋了人眼所能分辨的所有動態(tài)范圍，超過這些檔位的動態(tài)范圍已沒有太大的實際意義。人眼之所以能分辨出跨度如此之廣的動態(tài)范圍，是因為人在觀察實景時，瞳孔、虹膜、視網(wǎng)膜和相關(guān)肌肉會相互作用、動態(tài)調(diào)整，同時，大腦會將所有“曝光元素”整合為一幅連貫的圖像，極其精準(zhǔn)地反映出實景中十分明亮或十分暗淡的色調(diào)。

　　與人眼相比，對于標(biāo)準(zhǔn)CCD和CMOS圖像傳感器來說，所有感光單元的曝光(收集光子)時間都是相同的。感光單元對景物明亮部分收集的光子較多，對陰暗部分收集的光子則較少。但是，感光單元能夠收集的光子數(shù)量卻受到阱容量(wellcapacity)的限制，所以捕捉物體較亮色調(diào)的感光單元有可能會溢出或飽和。為防止出現(xiàn)這種情況，可以減少曝光時間。但如果這樣做，捕捉物體較暗色調(diào)的感光單元可能又無法收集到足夠多的光子。因此，對于典型的單次曝光的圖像傳感器，其動態(tài)范圍的上限受制于感光單元的阱容量，下限則受制于感光單元的信噪比。因此，CCD攝像器件的動態(tài)范圍是指其輸出的飽和電壓與暗場下噪聲峰-峰電壓之比，即

　　動態(tài)范圍=Usat/UNp-p(1)

　　(1)式中，Usat為輸出飽和電壓;UNP-P為噪聲的峰-峰值。

　　顯然，動態(tài)范圍也可這樣來定義和計算，即由CCD勢阱中可存貯的最大電荷量和噪聲所決定的電荷量之比;其數(shù)值也是輸出端的信號峰值電壓與均方根噪聲電壓之比(通常用dB表示)，即

　　動態(tài)范圍=USp-p/UNp-p(2)式(2)USp-p為輸出信號峰值電壓。

　　因此，寬動態(tài)就是場景中特別亮的部位和特別暗的部位同時都能看得特別清楚，寬動態(tài)范圍就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。

　　確定攝像機(jī)成像器的動態(tài)范圍的方法主要有兩種：一種是使用傳感器和圖像處理器中基本電路的相關(guān)信息由上述公式計算得出;另一種是使用灰階測試卡和實驗儀器來收集和觀察圖像，并測量影像級別的方法得出。