细说安防宽动态-背光补偿与二次曝光

宽动态、强光抑制与背景光补偿概念的区别宽动态：明暗交替环境显本领在强光源照射下的高亮度区域及阴影、逆光等相对亮度较低的区域在图像中同时存在时，摄像机输出的图像会出现明亮区域因曝光过度成为白色，而黑暗区域因曝光不足成为黑色，严重影响图像质量。

摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围不足”。

一般摄像机都有个最好的成像光照度范围，超出（大于或小于）这个范围成像效果就比较差，而有宽动态功能的摄像机这个范围就更大。

动态范围是一个应用非常广泛的概念，在谈及摄像机产品的拍摄图像指标时，一般的“动态范围”是指摄像机对拍摄场景中景物光照反射的适应能力，具体指亮度（反差）及色温（反差）的变化范围。

宽动态技术大多应用在明暗交替的地方，当监控摄像机还无法达到低照度监控时，需采用宽动态技术进行"补光"。

在监控摄像机应用上来说，普通摄像机监控获取的是背景清晰但是前景较暗的图像，而采用宽动态摄像机能获取前景和背景都清晰的图像。

强光抑制：夜间抓拍非你莫属传统的CCD有动态范围的限制，在采集一幅图像的过程中只对整个图像采样一次，必然会出现对整个图像中明亮的区域过度曝光，或较暗的区域欠曝光的现象，强光抑制的功能可以采用DSP技术实现，就是把强光部分弱化，把暗光部分亮化，达到光线平衡，将视频的信号亮度调整为正常范围，避免同一图像中前后反差太大。

强光抑制监控摄像机是在低照度环境下，遇到背景光极其强烈时采用的一种“抑光”。

适用于收费站、停车场出路口等区域。

对于极端的光线下，抓拍出黑暗环境下人脸，车票细节有这很好的效果。

背景光补偿：实现强光抑制一种方式背景光补偿（BLC）方式就是重新指定画面上的测光区域,通过重点测光确保正确曝光,从而避免较暗部分出现剪影现象。

有效补偿相机在逆光环境下拍摄时画面主题阴晦缺陷，有效的解决了光线过于强烈的问题。

背景光补偿是强光抑制实现的一种方式。

DPS宽动态监控摄像机技术介绍及应用分析随着安防行业的不断进展，摄像机的各项技术得到不同程度的突破，从而得到了多种更新换代的产品。

从最初的黑白摄像机到现在广泛使用的彩色摄像机，从最初的单一种类摄像机进展到现在多品种、多功能摄像机，从最初的低线摄像机到现在的超高清楚度摄像机，摄像机技术不断进展，使得用户可依据实际环境与不同需求来选择摄像机。

随着用户对摄像机图像效果要求的不断提高，在明暗反差过大的场景中，如大厅、门口等光线差别比较大的场所，传统摄像机只能依靠背光补偿(BLC)功能来处理。

当背光补偿功能打开的时候，背景图像会消失曝光过足，图像发白、失真;当背光补偿功能关闭的时候，前景图像由于曝光不足而成为黑色。

很多摄像机生产厂家为了解决这些问题，相应地对背光补偿(BLC)采纳了一些增加技术，但也仅是对局部图像进行处理，无法得到抱负的全局图像。

因此必需有一种具有新技术的摄像机，来满意逆光环境下对摄像机的要求。

宽动态技术摄像机应运而生，渐渐成为各大摄像机生产厂商关注的焦点。

宽动态摄像机介绍根据度值来衡量，当摄像机从室内看窗外，室内照度为100Lux，而外面的照度可能是在10,000Lux，对比就是10,000/100=100：1。

在这种对比下人眼能很简单的同时看清室内和室外的物体，由于人眼能处理1000:1的对比度。

然而传统CCD摄像机就会有很大的问题。

由于传统摄像机只有3:1的对比性能。

安装现场简单的光线环境，导致只能看到监控目标的轮廓，同时会消失画面被破坏、缺乏颜色层次等问题。

当使用最慢为1/50秒的电子快门来取得室内较暗处目标的正确曝光，但在这种状况下室外光明处的图像由于过度曝光会变白(过亮);当选择最快1/6000秒取得室外光明处影像的完善的曝光，但是室内较暗处的影像会由于欠曝光而变黑(过暗)。

这是一个自从监控摄像机被创造以来就始终长期困扰使用者的问题。

宽动态摄像机技术是在特别剧烈的对比下让摄像机看到物体图像而运用的一种技术。

资料补充：宽动态摄像机其实“宽动态” “低照度”,并不是新的技术或观念，这是摄像机长久来一直在追求的目标,可惜所有的重点还是捏在日本人手里。

我们一样一样来分析宽动态摄像机所谓宽动态,就是把问题集中在解决逆光环境下所产生的问题，先借sdyanfeng的图来看摄像机在逆光时，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,就是能够指定测光的范围,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,最重要的,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:”宽动态影像必需有专用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(Double Speed CCD).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”(Wide Dynamic)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。

视界之龙浅谈摄像机宽动态宽动态（WDR）可以通过数字信号处理来整合多张在不同时间的曝光图片，从而提高图像的黑暗部分和降低图像的高亮部分。

摄像机在同一场景中对最亮区域及较暗区域的表现是存在局限的，这种局限就是通常所讲的“动态范围DynamicRange”。

摄像机宽动态开启效果对比实现宽动态的技术有两种，CCD+DSP技术和CMOS+DPS(ISP)技术D+DSP技术DSP芯片是一种特殊的微处理器，根据数字信号处理理论的数学模型和算法，设计出专门的数字信号微处理器芯片。

计算程序全部“硬化”，数字滤波器所需要的其他设备也全部集成、硬化，比如加法器、存储器、控制器、输入/输出接口，甚至其他类型的外部设备等。

许多在模拟信号处理器中无法进行的工作，都可以在数字处理中进行，如二维数字滤波、数字动态影像检测、数字背景光补偿、肤色轮廓校正、细节补偿频率调节、准确的彩色矩阵、精确的校正、自动聚焦等。

超级宽动态技术常使用双速CCD配合DSP的处理方式。

这种双曝光(或双快门)技术的核心是针对明暗反差较大的场景，摄影机先对明亮区域进行一次快速曝光，得到一幅亮部区域清晰正常的影像并存储到数据缓冲存储器中;然后再对场景中暗部区域进行一次慢速曝光，得到一幅暗部区域画面清晰的影像也存储到数据缓冲存储器中。

以上曝光完毕后，利用DSP特有的图像处理合并运算法，将两幅影像当中亮度适当的部分分别切割下来，最后进行叠加合成并输出一幅明暗区域都清晰可见的影像。

这样就能避免亮部曝光过度和暗部曝光不足的问题，从而使整个画面明区与暗区都清晰可见，以实现宽动态的处理效果。

但如果采用不同品牌型式的DSP芯片，在具体细节上就会有明显差别，比如对灵敏度、色还原度、白平衡等的处理。

2.CMOS+DPS(ISP)技术美国Pixim公司在斯坦福大学20世纪90年代技术发展基础上研发了一种基于CMOS 技术的新型的影像撷取系统——DPS(ISP数字像素处理系统)，此系统可以通过其超强的宽动态功能来获得高质量的图片。