2004年8月，Panasonic宣布，自該公司1997年首次將超級(jí)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)引入美國(guó)市場(chǎng)以來(lái)，其在世界范圍內(nèi)的銷量已達(dá)到1百萬(wàn)臺(tái)。Panasonic安防系統(tǒng)部副總裁Frank Abram對(duì)此評(píng)論說(shuō)：“對(duì)任何一家專業(yè)攝像機(jī)技術(shù)生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，1百萬(wàn)臺(tái)攝像機(jī)的銷售量理所當(dāng)然應(yīng)該被視為是一個(gè)里程碑。”

超級(jí)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)（第一代寬動(dòng)態(tài)技術(shù)可提供64倍高于傳統(tǒng)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍），是先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理電路和專用CCD相得益彰的結(jié)晶?！斑@種獨(dú)特的結(jié)合技術(shù)使攝像機(jī)具備了在同一場(chǎng)景中捕捉高對(duì)比度區(qū)域圖像的能力，”Abram說(shuō)，“同時(shí)還可自動(dòng)調(diào)節(jié)，以改變光照條件?！?/P>

如今，大多數(shù)的攝像機(jī)都支持背光補(bǔ)償，該功能使攝像機(jī)可以自動(dòng)平衡聚焦圖像和背景圖像的亮度，而平衡功能也包括動(dòng)態(tài)范圍。\r\n\r\n更加清晰\r\n何為寬動(dòng)態(tài)？它是如何提高圖像質(zhì)量的？原來(lái)，寬動(dòng)態(tài)的基本功能是在同一時(shí)間內(nèi)，以不同的曝光速度捕捉兩幅不同的圖像，在這兩幅圖像中消除其中的較差像素，保留優(yōu)質(zhì)像素，再將二者合成在一起。

動(dòng)態(tài)范圍是指CCD傳感器對(duì)單一圖像中最亮和最暗部分的平衡調(diào)整——即對(duì)比度。CCD傳感器的動(dòng)態(tài)范圍通常在1:1,000（60 分貝）左右?！袄碚撋险f(shuō)，如果動(dòng)態(tài)范圍足夠優(yōu)異，就沒有必要進(jìn)行背光補(bǔ)償（BLC）。然而，攝像機(jī)電路的損耗范圍十分明顯，從而影響到了容量，”Bosch Security Systems的Rene van Gils評(píng)論說(shuō)，“寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的潮流正在興起。”

寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)有以下三個(gè)種類：雙倍速CCD傳感器加上DSP芯片；普通CCD加上雙快門速度；以及CMOS傳感器加上DSP芯片。雖然后者面世尚不足兩年，但已日益受到重視。

雙倍速CCD傳感器+DSP芯片

這一先導(dǎo)型解決方案采用寬動(dòng)態(tài)傳感器芯片，其處理速度是普通CCD芯片的兩倍，同時(shí)還具有1/60秒快門速度的DSP電路及MICOM微電子控制器。主流生產(chǎn)商有Panasonic、Samsung以及Sony。

普通CCD+雙快門速度

這些機(jī)型采用正常速度的CCD傳感器及DSP電路，其雙速快門支持兩種不同的曝光速度。一種是用于高亮度區(qū)域的短時(shí)間曝光，另一種是用于低亮度區(qū)域的長(zhǎng)時(shí)間曝光。這些攝像機(jī)能以1/120秒的快門速度支持高達(dá)42-46 dB的寬動(dòng)態(tài)范圍。但是，這種寬動(dòng)態(tài)功能也會(huì)經(jīng)常在更低亮度的條件下減弱。

CMOS傳感器+DSP芯片

CMOS是一種新近推出的數(shù)字像素系統(tǒng)，且逐漸為大眾所知。與結(jié)合兩種圖像的CCD傳感器不同，CMOS可提供單一像素的曝光，最高可達(dá)1,000幀／秒傳感器采樣率，可以克服普通CCD的不足之處。

JVC歐洲部門的銷售經(jīng)理Lee Elliott表示：“最新推出的TK-WD310E型攝像機(jī)是在極低光照環(huán)境下拍攝清晰彩色圖像的最終選擇。它是一款經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的解決方案，可在整個(gè)極限動(dòng)態(tài)光照范圍內(nèi)保持上佳的色彩質(zhì)量?！?/P>

GE Security麾下的Kampro公司總經(jīng)理Lanfer yang進(jìn)一步解釋道：“它的確是一款佳品；穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量都更出色，當(dāng)然成本也相對(duì)較高?！?/P>

技術(shù)突破

Panasonic最近推出了其經(jīng)過(guò)改良的超級(jí)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)——SD III。該款新機(jī)型秉承先前的設(shè)計(jì)理念，采用雙倍速CCD和先進(jìn)的DSP芯片，可以分別捕捉圖像的暗光部分及亮光部分，并將其重新組合在一張可視圖像上。

該款機(jī)型附加的高級(jí)數(shù)字對(duì)比度校正功能可對(duì)合成圖像的灰階進(jìn)行優(yōu)化，從而得到更佳的清晰度及平衡度。Panasonic企業(yè)項(xiàng)目組主管Steve Surfaro指出，“SD III不僅提供電子采集成像的特點(diǎn)，而且與人類的視覺結(jié)合得更為緊密，具有一定級(jí)別的智能化，從而使其的推出在業(yè)內(nèi)具有真正里程碑式的意義。”

GE Security屬下的Kampro是另一家領(lǐng)先的攝像機(jī)生產(chǎn)商，他們也推出了一款創(chuàng)新型寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，最高動(dòng)態(tài)范圍達(dá)60 dB。該機(jī)型采用Sony寬動(dòng)態(tài)技術(shù)（400:1），以及DSP芯片，從而獲得更佳的圖像質(zhì)量和全功能的控制特性。此外，憑借10-bit A/D處理技術(shù)，該攝像機(jī)可提供實(shí)時(shí)、真正幀到幀的動(dòng)態(tài)范圍性能。

Bosch Security的Dinion攝像機(jī)采用15-bit處理技術(shù)，可從模擬CCD信號(hào)中檢取到更多的細(xì)節(jié)。鑒于10-bit處理技術(shù)曾一度被視為極限，因此，15-bit處理技術(shù)意味著CCD的質(zhì)量已成為了決定性的因素。在選擇鏡頭時(shí)，15-bit的DSP技術(shù)還可在選配鏡頭時(shí)帶來(lái)方便，由于配備有手動(dòng)光圈鏡頭以及低成本的CD光圈鏡頭，從而使之在戶外工作時(shí)更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閿z像機(jī)可對(duì)鏡頭進(jìn)行完全的控制，特別是在特殊光照條件下。

在此期間，JVC推出了一款采用14-bit數(shù)字處理技術(shù)、可對(duì)每一像素進(jìn)行自動(dòng)5級(jí)曝光控制的新型高速寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)。該機(jī)型結(jié)合了一個(gè)寬動(dòng)態(tài)芯片組，該芯片組可輕而易舉地提供最寬的光照范圍。在其五個(gè)范圍內(nèi)，可將攝像機(jī)設(shè)置為室外或室內(nèi)應(yīng)用，或同時(shí)結(jié)合二者，從而可在一個(gè)顯示屏上同時(shí)看到室內(nèi)和室外區(qū)域。

優(yōu)勢(shì)

Honeywell Security視頻產(chǎn)品部的經(jīng)理Sufan Kan對(duì)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)體會(huì)頗深：“它能夠在同一場(chǎng)景中捕捉到高對(duì)比度區(qū)域的圖像，并自動(dòng)調(diào)節(jié)以改變光照條件?！逼涞湫偷膽?yīng)用包括安裝在帶玻璃門或?qū)掗煷皯舻拇髽情T廳、ATM機(jī)以及碼頭等場(chǎng)所，這些地方的明亮陽(yáng)光會(huì)破壞圖像清晰度，此外，還可應(yīng)用于僅需要捕捉室內(nèi)圖像的地方。

Kan還補(bǔ)充道：“寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)解決了由來(lái)已久的問(wèn)題，在很多場(chǎng)合還免除了需要單獨(dú)在室內(nèi)和室外區(qū)域設(shè)置攝像機(jī)的監(jiān)控需求。”

此外，寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)還可消除汽車前燈產(chǎn)生的光暈，在寬動(dòng)態(tài)有效的光照范圍，無(wú)論是內(nèi)部還是外部區(qū)域，皆可捕捉到彩色的物體圖像。JVC 的Lee Eilliott引述了一個(gè)例子，“如今，我們可以輕松地同時(shí)觀察到汽車內(nèi)部某人所穿襯衫的細(xì)節(jié)，以及汽車外部人物的細(xì)節(jié)?！?/P>

瓶頸

“寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的最大問(wèn)題是難以得到真彩圖像，”Yang說(shuō)，“無(wú)論動(dòng)態(tài)范圍有多寬，圖像都是經(jīng)過(guò)修改和恢復(fù)的，因而使圖像色彩沒有原色彩那樣純凈均勻。

Van Gils同意這一觀點(diǎn)：“一般情況下，如果想增加bit數(shù)或模-數(shù)轉(zhuǎn)換處理的精確度，則其采樣速度必須是特定的。在攝像機(jī)中，采樣速度是事先設(shè)定的。目前領(lǐng)先的極限是接近15-bitr的DSP技術(shù)。為了更上一層樓，我們需要尋找更新、更先進(jìn)的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，以及編寫出恰當(dāng)?shù)乃惴ㄔ趦煞N圖像間進(jìn)行優(yōu)化和選擇。”

什么是動(dòng)態(tài)范圍？盡管眾多的廠家聲稱其可以提供具有寬動(dòng)態(tài)功能的攝像機(jī)，但購(gòu)買者仍然時(shí)常面對(duì)真?zhèn)文娴钠D難抉擇。\r\n某安防廠家表示：“目前還沒有關(guān)于寬動(dòng)態(tài)范圍的規(guī)定或國(guó)際協(xié)會(huì)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)我們會(huì)在某些產(chǎn)品型錄上看到一些“奇怪”的產(chǎn)品說(shuō)明，但是購(gòu)買者對(duì)此卻毫不知情?！?/P>

迄今為止，僅有兩個(gè)國(guó)家的有機(jī)構(gòu)設(shè)定了此類標(biāo)準(zhǔn)——日本的EJLA和美國(guó)攝像機(jī)與影像產(chǎn)品協(xié)會(huì)。

新興市場(chǎng)

盡管對(duì)工程商和集成商來(lái)說(shuō)成本仍然較高，但是與背光補(bǔ)償功能（BLC）相比，寬動(dòng)態(tài)功能可以獲得更高質(zhì)量的圖像。這類產(chǎn)品的主要目標(biāo)市場(chǎng)為高端客戶，如機(jī)場(chǎng)、軍用設(shè)施和公共場(chǎng)所，對(duì)于這些部門來(lái)說(shuō)，預(yù)算不成問(wèn)題。

但是，Kan仍然表示：“盡管2004年的需求量不是很大，我們還是期望2005年的增長(zhǎng)能夠達(dá)到30%左右，這些增長(zhǎng)大部分將來(lái)自機(jī)場(chǎng)、公共場(chǎng)所、交通部門和商業(yè)中心等?！?/P>

所有的人似乎都認(rèn)為寬動(dòng)態(tài)將成為攝像機(jī)的首要功能；這正是眾多生產(chǎn)商趨之若鶩的原因。一些生產(chǎn)廠家已經(jīng)能夠提供寬動(dòng)態(tài)技術(shù)，現(xiàn)在正試圖將其應(yīng)用于各種機(jī)型。例如Honeywell和Kampro正在其一款日夜型攝像機(jī)中采用這一技術(shù)。

那些已經(jīng)擁有并準(zhǔn)備推出此類產(chǎn)品的廠家正迅速轉(zhuǎn)向這一方向。Hunt的總經(jīng)理Michael Lee說(shuō)：“我們將在今年二、三季度推出寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)。之后，我們還將在其他類型的攝像機(jī)，例如球型攝像機(jī)中應(yīng)用寬動(dòng)態(tài)技術(shù)，以加強(qiáng)產(chǎn)品線?！?/P>

越來(lái)越多的廠家涉足這一領(lǐng)域，Yang表示：“競(jìng)爭(zhēng)也變得更加激烈了。”因此，他希望看到價(jià)格的回落，這樣使用率也會(huì)隨之增加。Yang認(rèn)為目前市場(chǎng)上寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的市場(chǎng)份額約為10-20％。

Van Gils對(duì)此表示同意：“我們希望在接下來(lái)的一兩年內(nèi)保持繼續(xù)增長(zhǎng)，由于目前高端攝像機(jī)的價(jià)格戰(zhàn)，其價(jià)格已經(jīng)日益得到市場(chǎng)的認(rèn)可。此外，更多終端用戶開始認(rèn)識(shí)到這種攝像機(jī)的優(yōu)點(diǎn)所在。”

毫無(wú)疑問(wèn)，市場(chǎng)需要時(shí)間來(lái)了解和接受任何新技術(shù)，但是當(dāng)這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)之后，就會(huì)有越來(lái)越多的人愿意嘗試它。