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你知道的宽动态有多宽?

http://www.secu.hc360.com2016年01月27日11:02 来源:安防知识网T|T

    慧聪安防网讯 摄像机的动态范围有两个含义:一是指:适应景物照度变化的能力。是时间域的概念,如、摄像机可全天(从早到晚)在自然光照下摄取良好的图像。用可以适应的最高照度和最低照度的范围(比值)来表示;另一是指:对一个场景(一幅图像)可以适应其照度差别的能力,显然是空间域的概念。就是说:对一幅图像而言,保证图像具有适中的反差(灰度变化),可以同时较好的表现明亮部分和暗淡部分的图像。用最明亮部分与最暗淡部分照度的变化范围(比值)来表示。它的作用是使摄像机在逆光情况下,或景物中具有过亮、过暗部分时,可以摄取良好的图像,图像各部分的细节都能得到较好的表现。简单来说,宽动态就是场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚,宽动态范围就是图像能分辨最亮的亮度信号值与能分辨的最暗的亮光信号值的比值。 

    显然、实现宽动态的基本方法是控制曝光。在时间域,利用镜头的光圈控制是最适宜的方法,既光学方法;但在空间域,需要对图像的不同区域进行分别的曝光控制(甚至分别控制每个像素的曝光),是由电路技术实现的。无论哪种方法,实质上、都是通过直方图的变换(均衡或部分峰化),获得图像视觉效果的改善。

    在视频监控领域,宽动态就是指:摄像机在空间域中适应照度反差(变化范围)的能力。而“宽”是强调,宽动态摄像机的动态范围很大地超过了普通摄像机。

    宽动态有多宽

    实际上、摄像器件适应景物照度的能力是有限的,过低的曝光被器件的热噪声淹没,过度的曝光则会溢出,因此、摄像器件可输出图像信号是有限度的(通常0.7VP-P),可实现的动态范围是有限值的。同时、人眼视觉特性可以适应(接受)的动态范围也是有限度的,不能很好的分辨过低与过高亮度的图像。电视技术依据这个特性,设计了摄像器件的输出范围。同时、人眼分辨图像亮度(差)的能力也有限度。在可接受的亮度范围内,可分辨的层次是有限的。无论电视技术可以把多么宽的亮度范围调节为摄像机的正常输出,人眼可分辨还是哪么多层次,不是说30dB动态范围的图像,可分辨10个台阶的亮度差,120dB动态范围的图像,就可分辨40个台阶。以上因素决定了摄像机的宽动态范围应是有限度的。实际应用时、也并不是指标越高、技术越复杂,效果就越好。

    宽动态的评价

    目前、宽动态摄像机还没有统一的测试方法(标准),各厂家给出的技术指标差别很大、含义不同,没有可比性。因此、首先要明确评价指标的定义,保证指标的高低与实际图像效果的好坏相符合;然后制定可操作的测试方法,保证测试结果的可比性。

    目前、有机构通过测试最低照度来评价动态范围,根本不反映宽动态的真实概念,也失去了“范围”的含义;也有机构提出所谓“电光转换特性”的测试方法,通过对图像亮度差(台阶)的鉴别来评价宽动态。这种方法也没有了“范围”的含义,并且理论上的解释模模糊糊。测量亮度(台阶)级数,要求在一个透射卡上产生多个亮度台阶,消除之间的干扰,并清晰地确认之间是否可分辨是很困难的事。

    评价动态范围,要同时测量图像的两个状态(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:在该亮度下,图像具有适当的分辨能力(分辨规定的图形)。透射式测试灯箱要有个两独立的光源(互不干扰),分别照射两个测试图形,产生高亮度和低亮度图像部分;测量时、分别调节光源,当两部分都达到可分辨时,测量两部分的照度(可通过标定光源来度量);最后计算两者比值得出结果。

    制定正确、可行的评价方法,首先应搞清宽动态的概念,正确的理解宽动态技术。不能雾里看花,模模糊糊。笔者曾写过《宽动态技术原理与评价》一文,文中说明了各种宽动态技术的原理,在此又重点说明宽动态技术的基本概念,就是以期引起更深入的探讨。

责任编辑:石慧

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