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寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

閱讀：2005發(fā)布時(shí)間：2011-03-30

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　　在任何光線下，基于Pixim的攝像機(jī)比其他技術(shù)的攝像機(jī)拍攝出彩色逼真度更高的圖片。即使在典型（鎢燈）照明條件下,Pixim攝像機(jī)顯示更好的圖像質(zhì)量。基于CCD攝像機(jī)在白平衡和色彩準(zhǔn)確有缺陷。注意Pixim攝像機(jī)得到所有細(xì)節(jié)彩色圖，襯衫上的細(xì)節(jié)和墻上圖像色彩準(zhǔn)確度。
　　
　　六、寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的應(yīng)用
　　
　　目前監(jiān)控?cái)z像機(jī)市場(chǎng)的寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)種類繁多，很多產(chǎn)品已經(jīng)從*代發(fā)展到第三代，應(yīng)用范圍越來越廣和使用效果越來越好，如銀行和金融機(jī)構(gòu)的對(duì)外營(yíng)業(yè)部門、高速公路收費(fèi)站、賓館寫字樓及重要設(shè)施的出入口等光線變化大的場(chǎng)所。但現(xiàn)在很多寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)使用合成技術(shù)，如果技術(shù)處理不到位將造成圖像還原能力差、色彩容易失真、圖像有雙影、清晰度達(dá)不到要求等現(xiàn)象。隨著CCD寬動(dòng)態(tài)技術(shù)的發(fā)展和新的CMOS技術(shù)的應(yīng)用，攝像機(jī)制造商將為市場(chǎng)帶來更多更好的寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)。
　　
　　在CCTV監(jiān)控系統(tǒng)中，前端攝像機(jī)占據(jù)著非常重要的位置。在選擇寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)時(shí)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：
　　
　　1、根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)所和監(jiān)控目標(biāo)，選擇參數(shù)、指標(biāo)、功能要求的攝像機(jī)。
　　
　　2、通過樣品演示，核實(shí)標(biāo)出的產(chǎn)品參數(shù)、指標(biāo)、功能是否與產(chǎn)品一致，實(shí)測(cè)拍攝圖像的清晰度、寬動(dòng)態(tài)效果、彩色還原是否真實(shí)。
　　
　　3、選擇可靠性高的攝像機(jī)。監(jiān)控系統(tǒng)建成后，若攝像機(jī)的質(zhì)量、可靠性不能保證，需要經(jīng)常維修、調(diào)整或運(yùn)行一段時(shí)間圖像質(zhì)量下降、損壞，這些給用戶帶來的損失可能超過購買攝像機(jī)的費(fèi)用。
　　
　　4、選擇好的攝像機(jī)應(yīng)該配好的鏡頭，這樣才能表現(xiàn)出的效果。
　　
　　PiximDPS技術(shù)的應(yīng)用無疑將給寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)市場(chǎng)帶來活力，但真正能將該技術(shù)發(fā)揮得，還要看制造商的技術(shù)實(shí)力。就像很多生產(chǎn)廠家都可以用CCD器件生產(chǎn)攝像機(jī)，但技術(shù)上的還是幾家的制造商。
　　
　　以Ikegami池上ISD-A10攝像機(jī)為代表的Pixim芯片攝像機(jī)，其價(jià)格并不比傳統(tǒng)CCD攝像機(jī)高，在2005年底面市至今，經(jīng)過*范圍很多用戶長(zhǎng)時(shí)間使用和觀察，得到廣泛的認(rèn)可和好評(píng)。
　　
　　三、Pixim的DPS技術(shù)背景
　　
　　Pixim公司開發(fā)研制出一種優(yōu)于傳統(tǒng)CCD的有的DPS成像技術(shù)，它標(biāo)志著圖像技術(shù)在基礎(chǔ)原理上的突破。DPS技術(shù)由美國(guó)斯坦福大學(xué)電子工程學(xué)教授AbbaselGamal與其帶領(lǐng)的博士研究生DavidYang（楊曉東）于1993年開發(fā)而成，后來被*給楊曉東博士于1999年創(chuàng)立的Pixim公司。自此以后,Pixim公司對(duì)DPS概念和技術(shù)申請(qǐng)了56項(xiàng)，其中42項(xiàng)已經(jīng)生效。
　　
　　DPS成像技術(shù)在視頻攝像捕捉和處理圖像過程中有著變革性的意義。采用該技術(shù)拍攝出高質(zhì)量的移動(dòng)和靜止圖像*現(xiàn)有的其它技術(shù)。所謂DPS平臺(tái),通過在一個(gè)優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi),將圖像捕捉和處理結(jié)合起來，Pixim的成像系統(tǒng)具有無可比性的功能。Pixim提供了完整的數(shù)字成像系統(tǒng)包括一個(gè)圖像傳感器、圖像處理器、攝像機(jī)參考設(shè)計(jì)方法,軟件和關(guān)鍵算法,使攝像機(jī)易于開發(fā)設(shè)計(jì)和形成高質(zhì)量、性能的攝像機(jī)。
　　
　　四、Pixim的DPS技術(shù)的基本原理
　　
　　DPS技術(shù)的核心發(fā)明是在每個(gè)象素點(diǎn)在捕捉圖像時(shí)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)——由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換ADC（analog-to-digitalconverter）,這樣使信號(hào)衰減和色度亮度串?dāng)_降到zui小，使傳感器為每個(gè)像素提供*、獨(dú)立的曝光次數(shù)，一旦數(shù)據(jù)以數(shù)字形式被捕獲，多種多樣的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)被用于再現(xiàn)的圖像。即使在照明的條件下的高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景，都能拍出還原準(zhǔn)確的低噪波圖像。
　　
　　Pixim的DPS技術(shù)使用被稱為“多點(diǎn)采樣”的技術(shù)，這個(gè)技術(shù)用于收集信息，以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的圖像和寬動(dòng)態(tài)范圍。在一個(gè)單獨(dú)的捕獲畫面（在視頻中一般每秒50到60次），每個(gè)像素被獨(dú)立地?zé)o破壞性地多次取樣。成像系統(tǒng)決定*取樣時(shí)間和存儲(chǔ)像素信息在像素飽和前，并不再保留額外的電荷。在下面圖表中，亮的像素被存儲(chǔ)在時(shí)間軸T2，在它達(dá)到100%飽和前的zui近一次抽樣時(shí)間。
　　
　　暗的象素積累電荷更慢一點(diǎn)而且將用更多的時(shí)間直到它被取樣存儲(chǔ)在T6。每個(gè)象素捕捉到的存儲(chǔ)信息值（強(qiáng)度、時(shí)間、噪波彌補(bǔ)）被并行處理，然后轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的圖像。對(duì)比之下，其它技術(shù)每幀設(shè)定一個(gè)曝光時(shí)間，并同時(shí)對(duì)每個(gè)像素取樣，結(jié)果導(dǎo)致一些圖像的象素曝光不足（太暗了），還有一些像素曝光過度了（太亮了）。
　　
　　Pixim的*個(gè)基于DPS技術(shù)產(chǎn)品D2000視頻成像系統(tǒng)是由數(shù)字成像傳應(yīng)器和數(shù)字圖像處理器組成。數(shù)字成像傳應(yīng)器和數(shù)字圖像處理器很像人的眼睛和大腦，雙向?qū)崟r(shí)交互捕獲可能的zui高質(zhì)量的圖像。就像人走進(jìn)了黑暗的房子，大腦指揮人的眼睛瞳孔去尋找光亮，數(shù)字圖像處理器載入新的編碼進(jìn)入傳感器不僅改變曝光時(shí)間而且改變實(shí)際圖像捕捉計(jì)算方法。結(jié)果是在特別的圖像特性和光亮條件下，獲得*圖像。
　　
　　因?yàn)槊恳幌笏囟加凶约旱哪M-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生的信息被獨(dú)立捕捉和處理，每一個(gè)象素在其攝像機(jī)內(nèi)都起到了作用。在圖像傳感器的象素排列位置上，每一個(gè)象素的曝光時(shí)間被調(diào)節(jié)去處理*的光條件。基于DPS系統(tǒng)平臺(tái)制造的一個(gè)攝像機(jī)實(shí)質(zhì)上都有成千上萬的獨(dú)立攝象單元，每個(gè)攝象單元機(jī)都盡可能的創(chuàng)作的圖像。這些圖像然后被結(jié)合起來創(chuàng)造一幀高質(zhì)量的視頻畫面或圖片。由于成象技術(shù)不斷向整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)靠近，Pixim的DPS技術(shù)將會(huì)給高質(zhì)量的視頻攝像機(jī)和照相機(jī)提供圖像捕捉和處理基礎(chǔ)。

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