看图说故事.宽动态摄像机是什么?

R2ALEX

摄像机这阵子来在技术上似乎很沉寂,红外一体机炒了那么久,卖的人卖的很高兴,吹的人也吹上天,用的人也骂翻天,反正也就这样不了了之,想写些东西,偏偏找不到题材, 还好最近各厂家的炒做题材移到了两个项目: “宽动态” “低照度”,所以赶紧写些东西,让大家有个初步的了解.先谈谈”宽动态”

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:
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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
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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.

: I6 M* t9 ~ _/ }) s$ ~& }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

6 v8 f* @% o8 }0 d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.

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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,如下图:
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$ w8 }9 ^4 D! W: y6 I8 K Y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
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$ k2 y4 ~. d/ B' D$ g* B8 y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.
就像下面这张图一样.
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: K; O& q( m+ U" ~$ L那要怎样才能达到这种效果呢?
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% x4 B9 D5 Q% H) {0 q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

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: G3 V$ |7 l3 l6 Z' B9 J再把低快门那张的背景剪下来
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' v7 j# X+ i/ v! W% |3 ^7 C两张一加:


这不就搞定了!
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; h: P& H; |/ j: u6 Y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
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" L: A7 n) l& }2 X: @# ]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!”
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% P4 f# j+ Q6 c3 u4 {4 u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?
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( [& n' ?" {: s& e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,
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: x9 @/ O( i( u! q& k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.
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8 N8 ? n% U/ z2 f& x3 T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
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9 O3 q+ T" O, f上面讲过了,这种宽动态效果是做出来的,因此早期有些问题,例如无法实时处理(会有一些延迟),在明暗交接处没法处

犁叟

写得通俗易懂!
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写这样的东西很费时间~~~难得!

jinxinjian1226

确实不错,不知道楼主什么时候有空,能不能再写篇高清晰、高速的原理介绍.

xjyzyh1998

没用过,理论上行,不知实际效果怎样?

haozbie01

R2制造，必属精品。。。
) }3 j! o3 C. K1 q# q: |" C, r5 s
$ G$ y8 S' U6 r3 ~) }先顶再看。。。。

AMNY

这么精典，顶一下！！

sdyanfeng

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R2ALEX:
楼主，你是实干家呀！在摄像机行业里也是处在上层研发的位置吧。
其实那几个图片我也是从其它地方找到（哪里找的不记得了，只是在我的电脑上放了太久了，偶尔有一机会就放到了论坛上，现在让它发挥了更好的作用。）的。
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我等仅是看着图片对“背光补偿”“宽动态”有了一个简单的感性认识，对客户讲解时也感觉能让他们听明白一二了。现在听君一席言，对“背光补偿”“宽动态”的认识感觉有了一个升华呀！！！！
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多谢呀！
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zende

好

猫眼

不错呀，顶一下
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鸭八凳几

彻底晕倒在R2的三角裤下了