论宽动态技术在AI摄像机中的重要性

2019-1-23 10:45:11 新闻来源:中国教育品牌网

     随着人工智能在视频监控的落地应用,除了在清晰度方面的基本要求以外,宽动态能力也成为了智能摄像机基础配置之一。在特定场景下,宽动态的效果决定了智能分析结果的准确性。

  何为宽动态?

  宽动态技术是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术。

  当在强光源(日光、灯具或反光等)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”。宽动态摄像机的技术特点是运用宽动态主要解决摄像机的逆光补偿问题。

  在实际生活中存在很多这样的光线反差很大的监控区域,比如银行的玻璃门、隧道路口、大厦以及地铁的出入口、道路监控等场景。在明暗对比强烈的情况下,普通摄像机是无法满足监控需求的。所以,宽动态摄像机就应运而生了。

  具有哪些技术特点?

  从广义上来说,动态范围是指某一变化的事物可能改变的跨度,及其变化值的最低端极点到最高端极点之间的区域,此区域的描述一般为最高点与最低点之间的差值。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。

  自然光线的排列从白天强光照射的120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。当摄像机从室内看窗户外面,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000Lux/100Lux =100:1。这种对比环境下,人眼很容易处理,因为人眼能处理1000:1的对比度。但是摄像机的处理能力就要根据其各种硬件的性能来判断了。

  超宽动态摄像机是能够令摄像机逆光环境下也能清晰地拍摄出大量优秀的监控视频。使得光线强的空间不会曝光,光线暗的空间也不会看不清楚。通俗点说,超宽动态摄像机就是能很好的适应统一场景中不同部分光线强弱差别较大的情况,并能够在最终的视频中淡化这种光线亮度差异,使整个画面每一个部分都能清晰可辨。

  宽动态技术的现状

  随着视频监控技术的不断成熟,宽动态摄像机的销量有了突飞猛进的增长。目前,宽动态已经基本成为IPC标配功能。

  多帧合一的宽动态处理技术成为摄像机厂商的主流选择,这种技术在摄像机系统中的运用,使黑暗区域可以变得明亮一些,使场景中明亮区域变得更加柔和,改变了视觉效果,提供出有用的可识别的图像。

  目前通用监控网络摄像机大多采用CMOS+DPS宽动态技术。DPS采用的是每一个像素单独曝光和控制技术,加之利用CMOS传感器采集的多帧画面合成一幅完整图像的线性叠加,相比于CCD的两次曝光成像有了更高的动态范围。从数值上来说,采用DPS技术的CMOS摄像机就目前的处理技术,其动态范围即可到达120dB。在扩大动态范围的同时,DPS也解决了CCD传感器在处理动态范围和色彩真实性上的不足,其色彩还原性更加真实,能够满足应用的要求。使用这种技术的摄像机在数字图像传感器里每一个像素中都使用了一个模拟数字转换器(ADC),在捕捉到光信号时直接转化为数字信号,最大程度地降低了信号在排列中的衰减和干扰。

  目前主流品牌的摄像机,其动态范围的标称基本是120dB,而专门的宽动态摄像机其动态范围可以达到140dB,这其中还有一些厂家标示为真实宽动态和数字宽动态。在针对摄像机宽动态实际的测试中,同样标称为120dB动态值的摄像机,可能宽动态效果并不相同。仅凭厂家的吹嘘蛊惑,我们很难判定一款监控摄像机成像效果到底是好是坏。为了区分各厂家产品之间的差异性,将不同品牌的监控摄像机置于同一环境中,通过不同的光线及动态显示效果考验监控画质及连贯性,是用户在选型过程中必不可少的步骤。

  小结

  通过宽动态技术在非正常环境中,可以看清监控的事物,克服了普通摄像机处于亮场的包围之中时,画面昏暗、无层次的弱点。宽动态摄像机的应用场景非常广泛,包括金融、教育、交通等多个领域。目前,宽动态已经成为高清摄像机必不可少的一项功能,市场需求旺盛。

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