在安防系統(tǒng)中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備則起到了尤為重要的作用。在此前，視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)發(fā)展歷程中，超級(jí)寬動(dòng)態(tài)范圍攝像技術(shù)的開(kāi)發(fā)為業(yè)界帶來(lái)了革命性的變化。在此，我們想就松下電器的寬動(dòng)態(tài)范圍攝像技術(shù)的歷史做一次回顧。
寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的問(wèn)世
說(shuō)到專(zhuān)業(yè)監(jiān)控用途的攝像機(jī)，其歷史可以追溯到1957年。從此前的歷史來(lái)看，
監(jiān)控?cái)z像機(jī)的技術(shù)提升主要取決于三項(xiàng)基本性能指標(biāo)的提高，即圖像清晰度、靈敏度以及[寬動(dòng)態(tài)范圍。關(guān)于圖像清晰度及照度，它們是隨著上世紀(jì)80年代前半期CCD攝像機(jī)的問(wèn)世而飛速發(fā)展起來(lái)的。而為了更加接近人眼觀(guān)測(cè)的目標(biāo)，許多廠(chǎng)商持續(xù)不斷地進(jìn)行著研發(fā)工作，終于在1997年，松下電器成功開(kāi)發(fā)出了能夠大幅提升寬動(dòng)態(tài)范圍的技術(shù)，并將超級(jí)寬動(dòng)態(tài)系列（第一代超級(jí)動(dòng)態(tài)系列/WV-CP450系列和WV-CS650系列）推向了市場(chǎng)。
當(dāng)人們?cè)谡斩炔罘浅Ｃ黠@的場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)控?cái)z像機(jī)的使用時(shí)，例如在有室外光射入的室內(nèi)進(jìn)行拍攝等情況下，會(huì)存在無(wú)法看清暗處，或者明亮的地方呈現(xiàn)全白這樣一些問(wèn)題。而解決了這一問(wèn)題的正是超級(jí)寬動(dòng)態(tài)系列攝像機(jī)（圖1）。這種類(lèi)型的攝像機(jī)能夠提供更加自然的畫(huà)質(zhì)，因此，推出不久即成為了業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)。
寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的發(fā)展
此后，根據(jù)顧客的需求，以松下電器為代表的一些廠(chǎng)商對(duì)超級(jí)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)實(shí)施了進(jìn)一步的改善。1999年松下電器推出了第二代超級(jí)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)（SDII/WV-CP460系列/WV-CS850系列）。SDII的問(wèn)世使得寬動(dòng)態(tài)范圍得到了提高，并且擴(kuò)充了產(chǎn)品陣容，寬動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到了以往攝像機(jī)的2倍，而在產(chǎn)品陣容上，除了槍機(jī)型攝像機(jī)以及室內(nèi)一體化攝像機(jī)之外，還有戶(hù)外專(zhuān)用的一體化攝像機(jī)、防破壞型攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等都采用了SDII技術(shù)。隨后，在2001年，松下電器又推出了具有彩色/黑白轉(zhuǎn)換功能的攝像機(jī)（WV-CP470）。
以WV-CP470的開(kāi)發(fā)為起點(diǎn)，松下電器的第二代超級(jí)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)系列的研發(fā)工作在力求進(jìn)一步提高動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，也向其他基本性能的提高以及智能化的方向邁出了一大步。2005年4月，第三代超級(jí)動(dòng)態(tài)攝像機(jī)（SDIII/WV-CP480系列/WVPCS950系列）問(wèn)世了，它不僅大幅提高了基本性能，而且還通過(guò)松下電器獨(dú)有的圖翊理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)的智能化功能?
技術(shù)發(fā)展歷程
超級(jí)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍之所以能夠提高，主要?dú)w功于CCD和DSP的核心技術(shù)的發(fā)展。貱CD的開(kāi)發(fā)，使得通過(guò)單個(gè)CCD就能將1/50秒、以及高速1/4000的兩個(gè)快門(mén)速度的信號(hào)同時(shí)傳送到DSP當(dāng)中。之后通過(guò)松下獨(dú)有的超級(jí)動(dòng)態(tài)DSP，將長(zhǎng)信號(hào)和短信號(hào)進(jìn)行合成，傳輸出更加自然的畫(huà)質(zhì)（圖2、3）。提到高速的快門(mén)速度，在第一代時(shí)為1/2000秒，第二代就為1/4000秒，到了第三代則提高至1/8000秒。此外與不具備超級(jí)動(dòng)態(tài)功能的攝像機(jī)相比，動(dòng)態(tài)范圍由第一代的40倍一躍提升到第三代時(shí)的160倍。
在我們提到寬動(dòng)態(tài)時(shí)，除了采用80倍、160倍這種表述之外，還會(huì)使用48dB、54dB這樣的說(shuō)法。結(jié)論雖然是二者表述的為同一個(gè)意思，但若進(jìn)行簡(jiǎn)單解釋?zhuān)瑒t如下所述：
當(dāng)以100IRE（IRE是表示電視信號(hào)振幅的單位，100IRE=700mV）作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，普通的攝像機(jī)（稱(chēng)為V1）的寬動(dòng)態(tài)范圍是10dB。例如第二代超級(jí)寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)（稱(chēng)為V2）的寬動(dòng)態(tài)范圍是48dB，則與普通攝像機(jī)之間的差異為38dB。
采用“N dB = 20log(V2/V1)”這一公式，則N = 38dB的時(shí)候，V2/V1 = 80。也就是說(shuō)與普通攝像機(jī)的差為80倍。以此類(lèi)推，第三代的超級(jí)動(dòng)態(tài)范圍是54dB，套用該公式則可得出結(jié)果為160倍。
先進(jìn)功能
正如前面所述的那樣，去年開(kāi)始銷(xiāo)售的第三代超級(jí)動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，其在基本性能的提高以及具備智能化功能這兩個(gè)方向上取得了巨大的技術(shù)發(fā)展。特別值得一提的有以下3點(diǎn)。
基于每個(gè)像素的160倍寬動(dòng)態(tài)范圍
以往是將區(qū)域一分為四進(jìn)行灰度等級(jí)計(jì)算，而在第三代超級(jí)動(dòng)態(tài)攝像機(jī)中，則開(kāi)發(fā)了可對(duì)應(yīng)任意領(lǐng)域的超級(jí)動(dòng)態(tài)技術(shù)，即能夠根據(jù)被拍攝物體的明亮程度對(duì)每一個(gè)像素進(jìn)行灰度等級(jí)計(jì)算，并令圖像合成達(dá)到最優(yōu)化，從而對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行校正（圖4）。
具有自動(dòng)后焦調(diào)整(ABF)功能
通過(guò)采用ABF功能，解決了在彩色/黑白轉(zhuǎn)換時(shí)焦點(diǎn)發(fā)生細(xì)微偏移的問(wèn)題（圖5）。
智能圖像處理
在第三代超級(jí)動(dòng)態(tài)攝像機(jī)中，智能圖像處理技術(shù)被應(yīng)用在DSP上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)跟蹤功能、攝像機(jī)干擾檢測(cè)、自動(dòng)圖像穩(wěn)定功能等智能化功能（圖6）。
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