CCD再斗CMOS 寬動(dòng)態(tài)效果到底誰說算？

為了能夠?qū)崿F(xiàn)更加清晰的成像效果，如今的監(jiān)控?cái)z像機(jī)可謂是“八仙過海，各顯神通”，在應(yīng)對(duì)低照度上，有濾光鏡，在應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)距離的監(jiān)控效果上，有鏡頭的調(diào)焦，在應(yīng)對(duì)逆光的環(huán)境下，也有寬動(dòng)態(tài)來助陣?？傊沁@些監(jiān)控輔助技術(shù)的出現(xiàn)，大大提升了我們的監(jiān)控清晰度，因此也被更多的業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注。

　　說到寬動(dòng)態(tài)，不少朋友恐怕對(duì)它沒有太多的陌生。的確，在許多的攝像機(jī)上，寬動(dòng)態(tài)都是在應(yīng)對(duì)逆光環(huán)境下不可或缺的處理技術(shù)。由于它的出現(xiàn)，使我們?cè)趶?qiáng)光環(huán)境的監(jiān)控下，也不會(huì)因?yàn)榭床磺搴诤诘谋秤岸鵁o助的撓頭。不過，在我們享受到它的便利的時(shí)候，我們是否也知道它的工作原理呢?尤其在面對(duì)CCD與CMOS兩種不同的傳感器時(shí)，他們又有著什么樣的應(yīng)對(duì)方式呢?

　　CCD下的微處理器

　　對(duì)于CCD傳感器來說，由于其出現(xiàn)時(shí)間較早，而且在應(yīng)對(duì)低照度上也有著很強(qiáng)的表現(xiàn)，所以在應(yīng)對(duì)逆光環(huán)境的狀態(tài)下，本身就有著非常強(qiáng)勁的工作基礎(chǔ)。而對(duì)于CCD傳感器下的寬動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)，也基本上都是采用CCD與DSP微處理器來實(shí)現(xiàn)的。

　　說到DSP微處理器，可能不少的用戶還覺得有些陌生的感覺。他是根據(jù)數(shù)字信號(hào)的處理原理和數(shù)字模型與算法，專門設(shè)計(jì)的數(shù)字信號(hào)處理芯片。由于在工作中，具有很強(qiáng)的設(shè)備集成能力，因此許多模擬信號(hào)處理器無法完成的工作，也都可以在這種處理器中完成，包括一些對(duì)于圖像信號(hào)的檢測(cè)、過濾、處理等，因而，這也為CCD技術(shù)下的寬動(dòng)態(tài)圖像處理做了重要的鋪墊。

　　CMOS下的像素處理系統(tǒng)

　　在CCD設(shè)備的寬動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)中，通常采用的是CCD與DSP配合的處理方式，它與一些監(jiān)控設(shè)備解決低照度問題的方法相似，即先對(duì)場(chǎng)景中明亮的區(qū)域進(jìn)行一次快速曝光，然后將圖像信號(hào)存放至緩存中，再對(duì)暗部區(qū)域進(jìn)行二次的慢速曝光，得到暗部的區(qū)域圖像并且同樣儲(chǔ)存。然后，利用上面提到的DSP特有而且豐富的處理能力，將兩幅圖亮度適當(dāng)?shù)牟糠诌M(jìn)行剪裁，然后拼合成一個(gè)清晰的可見圖像。這樣就解決了光線差造成的監(jiān)控模糊。提升了不同照度下的清晰度。

　　CMOS下的像素處理系統(tǒng)

　　隨著網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的廣泛，大家對(duì)高清監(jiān)控需求的提升，CMOS的日益普及也給寬動(dòng)態(tài)的處理方式帶來了新的調(diào)賬。由于CMOS與CCD二者在工作特點(diǎn)上的不同，因此，原有的DSP方式已經(jīng)難以滿足CMOS的工作需求，因此，寬動(dòng)態(tài)處理的新道路也就就此打開了。

　　在上個(gè)世界末，為了應(yīng)對(duì)CMOS傳感器下對(duì)于寬動(dòng)態(tài)的新需求，美國(guó)人發(fā)明了新的圖像拾取系統(tǒng)，即DPS數(shù)字像素處理系統(tǒng)。在處理過程中，DPS采用的是每一個(gè)像素單獨(dú)曝光和ARM7控制技術(shù)，從數(shù)值上來講，在采用DPS技術(shù)的CMOS攝像機(jī)，它的動(dòng)態(tài)范圍即可到達(dá)95dB，甚至可至120dB。在擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，DPS也解決了CCD傳感器在處理動(dòng)態(tài)范圍和色彩真實(shí)性上的不足，因而使這種技術(shù)的攝像機(jī)，在數(shù)字圖像傳感器里每一個(gè)像素中都使用了一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將捕捉到的光信號(hào)直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，從而最大程度地降低了信號(hào)在排列中的衰減和干擾。提升了成像的質(zhì)量。

　　DSP與DPS到底誰強(qiáng)誰弱?

　　通過對(duì)上面技術(shù)的分析，我們了解到，由于CCD與CMOS都采取了各自不同的而且又十分有針對(duì)性的處理方式，因而在面對(duì)復(fù)雜的逆光環(huán)境時(shí)，也都有著十分不錯(cuò)的成像效果。不過，在對(duì)比上，他們之間又誰更勝一籌呢?

　　如果細(xì)致了解了DPS特點(diǎn)分析的讀者可能會(huì)注意到，我們之前已經(jīng)提到過，由于DPS的工作方式主要是通過對(duì)像素點(diǎn)的處理，所以相比于CCD二次曝光的工作方式，它在成像能力上就有了更高的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)在色彩還原的真實(shí)性上，通過對(duì)像素的處理顯然也要比單純的圖像拼接有著更加精細(xì)的保障。

　　不過，CMOS搭配DPS的工作方式也并非就是完美無缺的，由于DPS是基于每個(gè)像素單獨(dú)處理的技術(shù)，因而在每個(gè)像素上都配置了一套獨(dú)立的處理電路，這也就大大減小了每個(gè)像素的感光面積，即感光量的降低，這就對(duì)CMOS和DPS攝像機(jī)的靈敏度，帶來了很大的負(fù)面效應(yīng)。

　　當(dāng)然，從長(zhǎng)遠(yuǎn)上來看，隨著CMOS傳感器應(yīng)用的日益普及，以及視頻成像領(lǐng)域在技術(shù)上的不斷求精，寬動(dòng)態(tài)的未來發(fā)展恐怕依然是CMOS的天下，尤其是當(dāng)前CMOS在高清領(lǐng)域有著出色發(fā)揮的前提下，CCD更是被擠到了一個(gè)尷尬的位置。這也注定了CMOS與DPS的寬動(dòng)態(tài)形式有著更加廣闊的發(fā)展空間。

　　而對(duì)于我們消費(fèi)者來說，無論是哪項(xiàng)技術(shù)，作為一項(xiàng)重要的光線調(diào)節(jié)手段，它的發(fā)展注定會(huì)給我們的監(jiān)控帶來更多的便利。也只有寬動(dòng)態(tài)本身的不斷發(fā)展與完善，才能讓我們更快更多的去接受他們的便利，從而去認(rèn)可它，讓它走入我們生活中的方方面面