九乡新闻网邢台哪里有卖玻璃铲:监控摄像机动态范围的几种测试方法浅析
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/05/01 23:58:30
对CCD摄像机来说，光斑是CCD传感器的一个特性，在传感器中没有任何东西可以阻止强光穿射的曝光和在CCD上产生更多的电子，结果是在图像中强烈的光出现时通常垂直斑纹也出现，在图像中遮盖了相关的细节。实际使用中，很多具有低垂直光斑摄像机使用ITCCD芯片来减少光斑的数量，因为IT芯片能提供的更多好处在于高的信噪比和较低光斑。
目前，市场上宽动态摄像机很多，但如何检测其宽动态性能，是工程商等应用人员急需了解的。本文介绍摄像机动态范围的基本概念，重点介绍国外三大厂商各自对监控摄像机动态范围的具体测试方法，供工程商等应用人员测试选用参考。
摄像机动态范围的基本概念
所谓宽动态实际是指摄像机同时可以看清楚图像最亮与最暗部分的照度比值。而“动态范围”广义上说是指某一变化事物可能改变的跨度，即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。摄像机的“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。即表示摄像机对图像的最“暗”和最“亮”的调整范围，是静态图像或视频帧中最亮色调与最暗色调的比值。而色调能呈现出图像或帧中的精准细节，作为两种色调的比值，动态范围的单位可以是分贝、比特、档，或者简单以比率或倍数来表示。各种单位之间的换算方法如表1所示。
因为这几乎涵盖了人眼所能分辨的所有动态范围，超过这些档位的动态范围已没有太大的实际意义。人眼之所以能分辨出跨度如此之广的动态范围，是因为人在观察实景时，瞳孔、虹膜、视网膜和相关肌肉会相互作用、动态调整，同时，大脑会将所有“曝光元素”整合为一幅连贯的图像，极其精准地反映出实景中十分明亮或十分暗淡的色调。
与人眼相比，对于标准CCD和CMOS图像传感器来说，所有感光单元的曝光(收集光子)时间都是相同的。感光单元对景物明亮部分收集的光子较多，对阴暗部分收集的光子则较少。但是，感光单元能够收集的光子数量却受到阱容量(wellcapacity)的限制，所以捕捉物体较亮色调的感光单元有可能会溢出或饱和。为防止出现这种情况，可以减少曝光时间。但如果这样做，捕捉物体较暗色调的感光单元可能又无法收集到足够多的光子。因此，对于典型的单次曝光的图像传感器，其动态范围的上限受制于感光单元的阱容量，下限则受制于感光单元的信噪比。因此，CCD摄像器件的动态范围是指其输出的饱和电压与暗场下噪声峰-峰电压之比，即
(1)式中，Usat为输出饱和电压;UNP-P为噪声的峰-峰值。
显然，动态范围也可这样来定义和计算，即由CCD势阱中可存贮的最大电荷量和噪声所决定的电荷量之比;其数值也是输出端的信号峰值电压与均方根噪声电压之比(通常用dB表示)，即
动态范围=USp-p/UNp-p(2)式(2)USp-p为输出信号峰值电压。
因此，宽动态就是场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚，宽动态范围就是图像能分辨最亮的亮度信号值与能分辨的最暗的亮光信号值的比值。