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CCD再斗CMOS 寬動(dòng)態(tài)效果到底誰說算?
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CCD再斗CMOS 寬動(dòng)態(tài)效果到底誰說算?

* 來源 : 迪威樂官網(wǎng) * 作者 : zzhongan * 發(fā)表時(shí)間 : 2012-10-09 * 瀏覽 : 186
為了能夠?qū)崿F(xiàn)更加清晰的成像效果,如今的監(jiān)控?cái)z像機(jī)可謂是“八仙過海,各顯神通”,在應(yīng)對(duì)低照度上,有濾光鏡,在應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)距離的監(jiān)控效果上,有鏡頭的調(diào)焦,在應(yīng)對(duì)逆光的環(huán)境下,也有寬動(dòng)態(tài)來助陣。總之,正是這些監(jiān)控輔助技術(shù)的出現(xiàn),大大提升了我們的監(jiān)控清晰度,因此也被更多的業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注。


  說到寬動(dòng)態(tài),不少朋友恐怕對(duì)它沒有太多的陌生。的確,在許多的攝像機(jī)上,寬動(dòng)態(tài)都是在應(yīng)對(duì)逆光環(huán)境下不可或缺的處理技術(shù)。由于它的出現(xiàn),使我們?cè)趶?qiáng)光環(huán)境的監(jiān)控下,也不會(huì)因?yàn)榭床磺搴诤诘谋秤岸鵁o助的撓頭。不過,在我們享受到它的便利的時(shí)候,我們是否也知道它的工作原理呢?尤其在面對(duì)CCD與CMOS兩種不同的傳感器時(shí),他們又有著什么樣的應(yīng)對(duì)方式呢?


  CCD下的微處理器


  對(duì)于CCD傳感器來說,由于其出現(xiàn)時(shí)間較早,而且在應(yīng)對(duì)低照度上也有著很強(qiáng)的表現(xiàn),所以在應(yīng)對(duì)逆光環(huán)境的狀態(tài)下,本身就有著非常強(qiáng)勁的工作基礎(chǔ)。而對(duì)于CCD傳感器下的寬動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn),也基本上都是采用CCD與DSP微處理器來實(shí)現(xiàn)的。


  說到DSP微處理器,可能不少的用戶還覺得有些陌生的感覺。他是根據(jù)數(shù)字信號(hào)的處理原理和數(shù)字模型與算法,專門設(shè)計(jì)的數(shù)字信號(hào)處理芯片。由于在工作中,具有很強(qiáng)的設(shè)備集成能力,因此許多模擬信號(hào)處理器無法完成的工作,也都可以在這種處理器中完成,包括一些對(duì)于圖像信號(hào)的檢測(cè)、過濾、處理等,因而,這也為CCD技術(shù)下的寬動(dòng)態(tài)圖像處理做了重要的鋪墊。


  CMOS下的像素處理系統(tǒng)


  在CCD設(shè)備的寬動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)中,通常采用的是CCD與DSP配合的處理方式,它與一些監(jiān)控設(shè)備解決低照度問題的方法相似,即先對(duì)場(chǎng)景中明亮的區(qū)域進(jìn)行一次快速曝光,然后將圖像信號(hào)存放至緩存中,再對(duì)暗部區(qū)域進(jìn)行二次的慢速曝光,得到暗部的區(qū)域圖像并且同樣儲(chǔ)存。然后,利用上面提到的DSP特有而且豐富的處理能力,將兩幅圖亮度適當(dāng)?shù)牟糠诌M(jìn)行剪裁,然后拼合成一個(gè)清晰的可見圖像。這樣就解決了光線差造成的監(jiān)控模糊。提升了不同照度下的清晰度。


  CMOS下的像素處理系統(tǒng)


  隨著網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的廣泛,大家對(duì)高清監(jiān)控需求的提升,CMOS的日益普及也給寬動(dòng)態(tài)的處理方式帶來了新的調(diào)賬。由于CMOS與CCD二者在工作特點(diǎn)上的不同,因此,原有的DSP方式已經(jīng)難以滿足CMOS的工作需求,因此,寬動(dòng)態(tài)處理的新道路也就就此打開了。


  在上個(gè)世界末,為了應(yīng)對(duì)CMOS傳感器下對(duì)于寬動(dòng)態(tài)的新需求,美國(guó)人發(fā)明了新的圖像拾取系統(tǒng),即DPS數(shù)字像素處理系統(tǒng)。在處理過程中,DPS采用的是每一個(gè)像素單獨(dú)曝光和ARM7控制技術(shù),從數(shù)值上來講,在采用DPS技術(shù)的CMOS攝像機(jī),它的動(dòng)態(tài)范圍即可到達(dá)95dB,甚至可至120dB。在擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí),DPS也解決了CCD傳感器在處理動(dòng)態(tài)范圍和色彩真實(shí)性上的不足,因而使這種技術(shù)的攝像機(jī),在數(shù)字圖像傳感器里每一個(gè)像素中都使用了一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器,將捕捉到的光信號(hào)直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),從而最大程度地降低了信號(hào)在排列中的衰減和干擾。提升了成像的質(zhì)量。


  DSP與DPS到底誰強(qiáng)誰弱?


  通過對(duì)上面技術(shù)的分析,我們了解到,由于CCD與CMOS都采取了各自不同的而且又十分有針對(duì)性的處理方式,因而在面對(duì)復(fù)雜的逆光環(huán)境時(shí),也都有著十分不錯(cuò)的成像效果。不過,在對(duì)比上,他們之間又誰更勝一籌呢?


  如果細(xì)致了解了DPS特點(diǎn)分析的讀者可能會(huì)注意到,我們之前已經(jīng)提到過,由于DPS的工作方式主要是通過對(duì)像素點(diǎn)的處理,所以相比于CCD二次曝光的工作方式,它在成像能力上就有了更高的動(dòng)態(tài)范圍,同時(shí)在色彩還原的真實(shí)性上,通過對(duì)像素的處理顯然也要比單純的圖像拼接有著更加精細(xì)的保障。


  不過,CMOS搭配DPS的工作方式也并非就是完美無缺的,由于DPS是基于每個(gè)像素單獨(dú)處理的技術(shù),因而在每個(gè)像素上都配置了一套獨(dú)立的處理電路,這也就大大減小了每個(gè)像素的感光面積,即感光量的降低,這就對(duì)CMOS和DPS攝像機(jī)的靈敏度,帶來了很大的負(fù)面效應(yīng)。


  當(dāng)然,從長(zhǎng)遠(yuǎn)上來看,隨著CMOS傳感器應(yīng)用的日益普及,以及視頻成像領(lǐng)域在技術(shù)上的不斷求精,寬動(dòng)態(tài)的未來發(fā)展恐怕依然是CMOS的天下,尤其是當(dāng)前CMOS在高清領(lǐng)域有著出色發(fā)揮的前提下,CCD更是被擠到了一個(gè)尷尬的位置。這也注定了CMOS與DPS的寬動(dòng)態(tài)形式有著更加廣闊的發(fā)展空間。


  而對(duì)于我們消費(fèi)者來說,無論是哪項(xiàng)技術(shù),作為一項(xiàng)重要的光線調(diào)節(jié)手段,它的發(fā)展注定會(huì)給我們的監(jiān)控帶來更多的便利。也只有寬動(dòng)態(tài)本身的不斷發(fā)展與完善,才能讓我們更快更多的去接受他們的便利,從而去認(rèn)可它,讓它走入我們生活中的方方面面

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