所謂攝像機(jī)寬動(dòng)態(tài)，即WDR(Wide DynamicRange)，實(shí)際上是指攝像機(jī)同時(shí)可以看清楚圖像最亮與最暗部分的照度比值。因此，寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，就是表示攝像機(jī)對(duì)圖像的最“暗”和最“亮” 的調(diào)整范圍。

　　在安防監(jiān)控領(lǐng)域，所謂攝像機(jī)寬動(dòng)態(tài)，即WDR(Wide DynamicRange)，實(shí)際上是指攝像機(jī)同時(shí)可以看清楚圖像最亮與最暗部分的照度比值。因此，寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，就是表示攝像機(jī)對(duì)圖像的最“暗”和最“亮” 的調(diào)整范圍。攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍越大，圖像所表現(xiàn)的圖層就越豐富、清晰，當(dāng)然圖像的色彩空間就更廣，也就是寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)適應(yīng)逆光環(huán)境的能力也更大。

　　CCD攝像機(jī)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的方法

　　目前，CCD攝像機(jī)擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的方法有如下4種：

　　1、單幀圖像兩次取樣方法

　　首先，利用成像器件CCD對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景進(jìn)行第一次標(biāo)準(zhǔn)速度曝光(如用1/50s快門(mén)) ，將得到的第一幀圖像存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中;

　　其次，利用數(shù)字信號(hào)處理器DSP對(duì)送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖像中較暗的部分曝光正常，而有部分曝光過(guò)度的區(qū)域(即高亮度區(qū)域)，就要進(jìn)行亮度評(píng)估;

　　第三，根據(jù)亮度評(píng)估結(jié)果，再采用高速快門(mén)進(jìn)行曝光(如1/2000s快門(mén))，并將第二次拍攝的圖像也存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中;

　　最后，再利用DSP并通過(guò)其中嵌入的特有的圖像處理算法，將兩幅圖像中亮度適當(dāng)?shù)牟糠址謩e切割下來(lái)，在一幀新的圖像中合成起來(lái)即可。

　　此種方式就是所謂單幀圖像“兩次取樣方式”，或“兩次合成電子快門(mén)”。其典型特征則為基于中速感光器件及高速DSP的兩次取樣曝光及圖像分割合成技術(shù)。

　　2、單幀圖像多次取樣方法

　　首先，利用成像器件CCD對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景進(jìn)行第一次標(biāo)準(zhǔn)速度曝光(如用1/50s快門(mén))，將得到的第一幀圖像存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中;

　　其次，利用數(shù)字信號(hào)處理器DSP并通過(guò)特有的圖像處理算法，對(duì)送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)圖像中較暗的部分曝光正常，對(duì)曝光過(guò)度的區(qū)域(即高亮度區(qū)域)，進(jìn)行亮度評(píng)估;

　　第三，根據(jù)亮度評(píng)估結(jié)果，再采用高速快門(mén)進(jìn)行曝光(如1/2000s快門(mén))，并將第二次拍攝的圖像也存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中;

　　第四，根據(jù)對(duì)圖像的最暗區(qū)域至最亮區(qū)域的中間過(guò)渡范圍的整體評(píng)估，再對(duì)圖像進(jìn)行三次中間層次的曝光，這樣又得到了三幀針對(duì)過(guò)渡范圍內(nèi)亮度不同的曝光圖像;

　　最后，通過(guò)特有的圖像識(shí)別算法，將上述5幅圖像當(dāng)中亮度適當(dāng)?shù)牟糠址謩e切割下來(lái)，再在一幀新的圖像中合成起來(lái)，完成并最終輸出滿意的圖像即可。

　　此種方式就是單幀圖像的“多次取樣方式”，或“五次合成電子快門(mén)”。其典型特征則為基于高速感光器件及高速DSP的多次取樣曝光及圖像分割合成技術(shù)。

　　3、對(duì)數(shù)壓縮放大方法

　　首先，利用成像器件CCD及標(biāo)準(zhǔn)測(cè)光/曝光控制電路對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景進(jìn)行一次適當(dāng)速度曝光，并將累計(jì)的電荷按照標(biāo)準(zhǔn)方式傳送到后端的前置放大器進(jìn)行放 大。接著，前置放大器在對(duì)圖像中亮度適當(dāng)及較暗的區(qū)域進(jìn)行放大時(shí)，采用接近線性的放大比(對(duì)數(shù)曲線的下端)，即隨著圖像亮度的提高而放大輸出，這樣放大器的放大比基本上是恒定的，以達(dá)到保持亮度適當(dāng)及較暗區(qū)域的層次目的;前置放大器在對(duì)圖像中亮度較高的區(qū)域進(jìn)行放大時(shí)，采用非線性(漸進(jìn)斜率壓縮)的放大方 式(對(duì)數(shù)曲線的上端)，即隨著圖像亮度的提高而相應(yīng)降低放大器的放大比例，這樣放大器的放大比及輸出電平會(huì)漸進(jìn)，但非常迅速地下降，以達(dá)到壓縮高亮度區(qū)域 的目的。因此，使較暗區(qū)域的亮度適當(dāng)，高亮度區(qū)域亮度壓縮，以輸出適中的圖像。

　　此種方式即“對(duì)數(shù)壓縮放大方式”，或“自動(dòng)拐點(diǎn)取樣方式”。其典型特征則為基于普通感光器件單次曝光及非線性前置放大器的對(duì)數(shù)曲線放大方式。

　　4、輸出信號(hào)伽馬修正方法

　　首先，利用成像器件CCD及標(biāo)準(zhǔn)測(cè)光/曝光控制電路對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景進(jìn)行一次適當(dāng)速度曝光，并將得到的圖像存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中;

　　其次，通過(guò)所設(shè)計(jì)的模擬電路或利用DSP中特有的圖像處理算法，對(duì)圖像中的不同亮度層次進(jìn)行取樣，并將接近的層次劃分成若干等級(jí)，其劃分的等級(jí)數(shù)在數(shù)字處理方式中取決于圖像的復(fù)雜程度及DSP的處理能力;

　　最后，按照用戶要求的方式，分組逐漸降低高亮度層次間的灰階關(guān)系，同時(shí)逐漸提高低亮度層次間的灰階關(guān)系，以達(dá)到擴(kuò)展低亮度區(qū)域的層次關(guān)系，壓縮高亮度區(qū)域的層次關(guān)系的目的，從而間接地?cái)U(kuò)展了圖像亮度的動(dòng)態(tài)范圍。

　　此種方式即“伽馬修正方式”，或“灰階比率修正方式”。其典型特征則為基于模擬電路或修正算法加DSP而進(jìn)行單次曝光的輸出灰階比率修正方式。