超宽动态摄像机技术解析
时间：2014-03-27 阅读：1872
宽动态摄像机比传统只具有3:1动态范围的摄像机超出了几十倍。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。这个对比人眼能很容易地看到，因为人眼能处理1000:1的对比度，然而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。
所谓宽动态,就是把问题集中在解决逆光环境下所产生的问题.
摄像机在逆光时,因为整体入光量太大(窗外光线太强了),为避免过曝,快门速度会提高,这就导致背景(高亮度区)正常了,但主体(低亮度区)却曝光不足因此就黑掉了.
现象一:测光为整体测光,现在是高速快门.主体曝光不足,背景曝光正确
但我们主要是要看到屋内的人,窗外的景色在监控上实在不重要,怎么解决这问题?就是改变测光的区域!在D.S.P内有个功能,就是能够测光的范围,一般把他定在中间1/9区块,或是再加上下面1/3合起来成一个凸字型.
D.S.P以这区块来测光,因为这区块内光线较暗,所以快门速度就降下来了,导致这区块内曝光是正常的,但窗外就会过曝
现象二:测光为区域测光,现在是低速快门,主体曝光正确,背景过曝
说到这里,有人会说:”这不就是背光补偿嘛!”,对!就是背光补偿,那跟宽动态有什么关系?
呵呵!所谓宽动态,就是能够兼具上面两图的优点,把主体跟背景都能曝光正常.
那要怎样才能达到这种效果呢?
会电脑的人就知道了,如果你有一张高快门的,再一张低快门的,就能凑出来了,把高快门那张的背景剪下来
再把低快门那张的背景剪下来,两张一加:这不就搞定了!
当然,不能用鼠标一点一点来弄,来不及了,因此,得写个软件,自动去判别明暗程度,自动取要的图,自动加起来,zui重要的,要每秒能处理25祯,再开颗D.S.P,把软硬件包在一起,就成了”宽动态D.S.P了
到这里,我们了解到:”宽动态影像必需有DSP,而且影像是”做”出来的!”
有了D.S.P,问题又来了,那里去找来低快门及高快门各一张的图让它处理?
用两颗CCD?一个高快门,一个低快门?那不成!怎么摆角度都不可能一样,
解决方法就是用一颗CCD,但是上面的每一点在单一时间内曝光两次,一次长曝光(低快门),一次短曝光(高快门),所以每一点都有两个数据输出,就叫”双输出CCD”,正因为每点有两个数据输出,总资料量就比一般CCD多了一倍,因此传输的速度得大上一倍才能把资料搬出来,所以又叫”双速CCD(DoubleSpeedCCD).
就这样了!双输出CCD扔出一个长曝光及短曝光的讯号给DSP,DSP去运算再加总,所谓”宽动态摄像机”就出来了.
这种搞法是松下在10年前搞出来的,但搞出来后取名字就有问题了,”宽动态”(WideDynamic)这名词以前已经有人用过了,再用就不稀奇了,因此就改个名称叫”超动态”(Super-Dynamic),简称SD