宽动态摄像机原理及选型探析
干货：网络摄像机的参数解读及选型指南!
IPC(网络摄像机)参数及选型指南安防系统的重点在监控，监控的未来在网络视频监控，网络视频监控的核心硬件是网络摄像机（IPC）。
未来，前端IPC接入网络，后端部署云架构，用户通过远程视频终端进行浏览查看，架构非常简单，系统将逐步扁平化，因此IPC作为核心硬件，其地位尤其重要。
不论对于厂商、工程商还是用户，设计、销售还是工程技术人员，了解IPC的关键参数、含义及如何进行选型，非常重要。
IPC的简单的参数说明：压缩率: 通常用编码的量化参数（QP或DFR值）表示，数字越大，压缩越狠，图像质量越差当然码流越低。
厂商常将后台QP值用Low/Mid/High对应显示。
分辨率: 常见如4CIF,720P,130万,1080P,300万/500万/1000万像素等PPF(像素密度): 不同的PPF水平实现不同监视目的，比如10PPF可以区分出人或车辆；50PPF可以识别更多细节，100PPF可以进行人脸或者车牌识别……视场的水平范围: 目标视场（摄像机呈现后覆盖的范围）的定义很重要，他决定摄像机的PPF值的计算&选择及镜头焦距的选择。
摄像机距离监视目标的距离: 用来进行镜头焦距参数选择低照度: 用来表征摄像机在多“黑”的环境下依然能够清晰成像，但是由于标准不统一，存在虚标现象。
目前行业主流IPC产品通常在0.0x的水平。
最大曝光设定：参数范围1s到1/10000，常规设定建议在1/30以避免出现运动目标的拖影现象，再长的曝光值意味着要忍受明显拖影，但画面会稍亮。
宽动态：主要针对监控场景内目标主体与背景光线反差较大的应用情况，需要注意宽动态有不同的技术实现方式，导致效果差别较大、成本差异较大。
帧率：选择范围通常1-30，最大可60，如果没有特殊要求，在安防行业5-15帧即可，多了也是浪费。
高帧率通常用于赌场或工业等特殊监控需求场所。
音频：音频通常包括麦克风和广播，如果真的有音频需求，建议选择全双工模式，并且需要确认是否后台CMS软件支持双向音频功能。
啥是宽动态监控摄像机
啥是宽动态监控摄像机
啥是宽动态监控摄像机
宽动态是在十分剧烈的比照下让监控摄像机看到形象的特征。
宽动态监控摄像机比传统只具有3:1动态计划的摄像机超出了几十倍。
天然光线摆放成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。
当监控摄像机从室内看窗野外面，室内照度为十0Lux，而外面景色的照度或许是十,000Lux，比照即是十,000/十0=十0:1。
这个比照人眼能很简略地看到，因为人眼能处理十00:1的比照度，可是传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的疑问，传统监控摄像机只需3:1的比照功用，它只能挑选运用1/60秒的电子快门来获得室内方针的精确曝光，可是室外的形象会被铲除去（全白）；或许换种办法摄像机挑选1/6000秒获得室外形象完美的曝光，可是室内的形象会被铲除（全黑）。
具有宽动态功用的监控摄像机在光线比照落差很大的状况下，咱们也可以了解的看清其监控画面，别的如今的网络监控摄像头通常都配有宽动态的功用。
1。
摄像机宽动态
视界之龙浅谈摄像机宽动态宽动态（WDR）可以通过数字信号处理来整合多张在不同时间的曝光图片，从而提高图像的黑暗部分和降低图像的高亮部分。
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DynamicRange”。
摄像机宽动态开启效果对比实现宽动态的技术有两种，CCD+DSP技术和CMOS+DPS(ISP)技术D+DSP技术DSP芯片是一种特殊的微处理器，根据数字信号处理理论的数学模型和算法，设计出专门的数字信号微处理器芯片。
计算程序全部“硬化”，数字滤波器所需要的其他设备也全部集成、硬化，比如加法器、存储器、控制器、输入/输出接口，甚至其他类型的外部设备等。
许多在模拟信号处理器中无法进行的工作，都可以在数字处理中进行，如二维数字滤波、数字动态影像检测、数字背景光补偿、肤色轮廓校正、细节补偿频率调节、准确的彩色矩阵、精确的校正、自动聚焦等。
超级宽动态技术常使用双速CCD配合DSP的处理方式。
这种双曝光(或双快门)技术的核心是针对明暗反差较大的场景，摄影机先对明亮区域进行一次快速曝光，得到一幅亮部区域清晰正常的影像并存储到数据缓冲存储器中;然后再对场景中暗部区域进行一次慢速曝光，得到一幅暗部区域画面清晰的影像也存储到数据缓冲存储器中。
以上曝光完毕后，利用DSP特有的图像处理合并运算法，将两幅影像当中亮度适当的部分分别切割下来，最后进行叠加合成并输出一幅明暗区域都清晰可见的影像。
这样就能避免亮部曝光过度和暗部曝光不足的问题，从而使整个画面明区与暗区都清晰可见，以实现宽动态的处理效果。
但如果采用不同品牌型式的DSP芯片，在具体细节上就会有明显差别，比如对灵敏度、色还原度、白平衡等的处理。
2.CMOS+DPS(ISP)技术美国Pixim公司在斯坦福大学20世纪90年代技术发展基础上研发了一种基于CMOS 技术的新型的影像撷取系统——DPS(ISP数字像素处理系统)，此系统可以通过其超强的宽动态功能来获得高质量的图片。
DPS_监控摄像机宽动态技术的极限定义
授Ａｂｂａｓｅｌ Ｇａｍａｌ与其带领的博士研究生Ｄａｖｉｄ Ｙａｎｇ（杨 晓东）于１９９３年开发而成，后来被授权给杨晓东博士 于１９９９年创立的Ｐｉｘｉｍ公司。此后，Ｐｉｘｉｍ公司对ＤＰＳ概 念和技术申请了５６项专利，其中４２项已经生效。
ＤＰＳ成像技术在视频摄像捕捉和处理图像过程中 有着变革性的意义。采用该技术拍摄出高质量的移动 和静止图像远超过任何现有的其它技术。所谓ＤＰＳ平台， 通过在一个优化系统内，将图像捕捉和处理结合起来， 从 而 造 就 了 Ｐｉｘｉｍ的 成 像 系 统 无 可 比 性 的 优 越 性 能 。 Ｐｉｘｉｍ还提供了完整的数字成像系统，其中包括一个图 像传感器、图像处理器、摄像机参考设计方法，软件和 关键算法，使生产商易于开发设计高质量、高性能的宽 动态摄像机。
的独立摄象单元，每个摄象单元机都尽可能的创作最
好的图像。这些图像然后被结合起来创造一帧高质量
的视频画面或图片。
三、ＤＰＳ技术优势
１、传统ＣＣＤ的技术瓶颈 当自然光线在１００，０００ｌｕｘ至０．０００３５ｌｕｘ的范围内，
ＣＣＤ摄 像 机 由 室 内 拍 向 窗 外 ， 如 果 室 内 照 度 为
Pixim DPS技术宽动态技术
数字像素系统(DPS)技Pixim公司的数字像素系统(Digital Pixel System, DPS)技术是一个突破性成像系统，该技术极大地增强了众多应用中的视频和静止图像的捕捉能力。
DPS技术扩展的动态范围、快速读出速度、系统级芯片集成能力以及低工作功率是现有图像捕捉和处理技术的一个极大的进步。
固态图像传感器技术可以追溯到上世纪六十年代晚期第一个电荷耦合器件(CCD)的发明。
1990年出现了CMOS活动像素传感器(APS)，随后DPS平台开始发展。
DPS技术的发明源于斯坦福大学(Stanford University)长达八年以上的研究工作。
数字像素系统将Pixim公司新兴像素架构的固有优势与嵌入式处理器设计的新进展结合起来，可向制造商提供能够轻松整合到各种下一代产品的先进成像系统。
图像系统类型图像传感器一般分为三大类：CCD、CMOS APS以及Pixim的数字像素系统技术。
CCD传感器是原始的图像传感器技术，它需要复杂的实现系统和高制造成本的工艺，从而限制了其在许多市场中的发展。
上世纪九十年代早期，随着新兴CMOS制造技术的出现，CMOS APS (活动像素传感器)产品得到发展，并成为低端市场中CCD传感器的主要替代产品。
DPS(数字像素系统)产品则源于上世纪九十年代中期斯坦福大学(Stanford University)的技术突破。
相比现有技术，DPS技术可以提供增强的功能，包括：．单次日光过程中图像的多级采样，可获得高帧速率和宽动态范围；．数字地采样，可获得高分辨率和图像品质；．集成图像处理功能，可减少功耗和占板面积；．温度和空间过滤，可获得清晰图像；．超低功耗；．高信噪比。
相比CCD和CMOS APS，DPS平台可以大幅改进图像品质，并给相机设计工程师和制造商带来更多灵活性。
数字像素系统技术在多变的光照环境和宽动态范围场景中往往同时有暗区和亮区，而数字像素系统的独特架构和紧密结合的成像软件在这种环境下仍然可以提供出色的图像品质。
什么叫宽动态摄像机
什么叫宽动态摄像机？所谓宽动态,就是把问题集中在解决逆光环境下所产生的问题.先借sdyanfeng的图来看摄像机在逆光时，因为整体入光量太大(窗外光线太强了)，为避免过曝，快门速度会提高，这就导致背景(高亮度区)正常了,但主体(低亮度区)却曝光不足因此就黑掉了，如下图：现象一：测光为整体测光,现在是高速快门，主体曝光不足,背景曝光正确，但我们主要是要看到屋内的人,窗外的景色在监控上实在不重要,怎么解决这问题? 就是改变测光的区域! 在D.S.P 内有个功能,就是能够指定测光的范围,一般把他定在中间1/9 区块, 或是再加上下面1/3合起来成一个凸字型，如下图：D.S.P以这区块来测光,因为这区块内光线较暗,所以快门速度就降下来了,导致这区块内曝光是正常的,但窗外就会过曝,如下图:现象二：测光为区域测光，现在是低速快门，主体曝光正确，背景过曝。
说到这里，有人会说:“这不就是背光补偿嘛!”,对! 就是背光补偿。
那跟宽动态有什么关系? 所谓宽动态,就是能够兼具上面两图的优点，把主体跟背景都能曝光正常，就像下面这张图一样：那要怎样才能达到这种效果呢？如果你有一张高快门的，再一张低快门的，就能凑出来了,把高快门那张的背景剪下来，如下图：再把低快门那张的背景剪下来，如下图：两张合拼，就成为完整的一幅图像：这一过程是通过DSP自动完成，自动去判别明暗程度,自动取要的图,自动合拼。
介绍到这里,我们了解到:宽动态影像必需有专用DSP,而且影像是“做”出来的!有了D.S.P, 问题又来了,那里去找来低快门及高快门各一张的图让它处理？解决方法就是用一颗CCD,但是上面的每一点在单一时间内曝光两次,一次长曝光(低快门),一次短曝光(高快门),所以每一点都有两个数据输出,就叫“双输出CCD”,正因为每点有两个数据输出,总资料量就比一般CCD多了一倍,因此传输的速度得大上一倍才能把资料搬出来，所以又叫“双速CCD(Double Speed CCD)”。
DPS技术详解
宽动态摄像机技术发展与应用日本池上公司成立于1946年是全球最大的广播电视设备制造商之一，并于1961年开始生产CCTV摄像机。
凭借产品性能、色彩还原真实、图象质量和绝对的可靠性，池上摄像机充当着世界领导者的角色。
日本池上公司在2005年11月主要面向美国、欧洲等海外市场，推出基于Pixim DPS 技术动态范围高达120dB的监控摄像机“ISD-A10”。
尽管CMOS 传感器拍摄的图像在色彩浓度（色度电平）方面总归不如CCD摄像机，这也是使CMOS技术摄像机久久不能登大雅之堂的原因之一。
一、宽动态技术什么叫宽动态？简单地说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。
宽动态的表现方式以“倍数”或“dB”来表示，在以100IRE为标准时，换算公式：N dB=20log（V2/V1）。
普通摄像机（称V1）的宽动态值为10dB ,如宽动态为48 dB ，与普通摄像机之间的差为38 dB，V2/V1=80，说明与普通摄像机宽动态差为80倍，松下第三代宽动态摄像机是54 dB，V2/V1=160倍。
池上ISD-A10摄像机典型动态范围95 dB，V2/V1=17782倍，最大宽动态范围120dB，V2/V1=316227倍。
从“倍数”上看，采用Pixim DPS技术的摄像机，宽动态范围要比CCD宽动态范围有极大的提高。
对于DPS技术，每个像素对应的光线都可以优化曝光，每一帧数据读取时间只需0.8毫秒(传统CCD 技术则需数十毫秒)，这样系统可以对每个像素进行多次单独采样；而成像系统控制着每个像素的最佳采样时间，在每个像素达到最佳状态时存储像素信息。
在所有像素被采集后，系统再对其进行处理，最终形成高质量的图像。
即使在最苛刻的光照条件下，也可捕捉到清晰、逼真的图像，再也不会因为阴影、眩光、反射和太阳光而使图像发暗或被破坏。
在视频监控方面宽动态技术有什么作用
在视频监控方面宽动态技术有什么作用在技术发展和用户的需求的催生下，宽动态摄像机孕育而生，经历了三代技术的升级，宽动态技术给社会带来的好处不言而喻，正所谓金无足赤，人无完人，所以我们应该正确认识这一技术的发展，接下来跟大家一起分享一下宽动态摄像机的现状。
一、宽动态摄像机的技术、功能介绍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”。
广义上的“动态范围”是指某一变化的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。
这是一个应用非常广泛的概念，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。
宽动态摄像机比传统只具有3：1动态范围的摄像机超出了几十倍。
自然光线排列成从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10，000/100=100：1。
这个对比使人眼能很容易地看到，因为人眼能处理1000：1的对比度。
然而以传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题，传统摄像机只有3：1的对比性能，它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光，但是室外的影像会被清除掉（全白）；或者换种方法，摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室内的影像会被清除（全黑）。
这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。
宽动态是一项很实用的技术，拉近了摄像机与人眼的距离（让摄像机对画面的处理和显示更加贴近人眼的识别程度），让用户有了一种更人性化的体验。
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宽动态摄像机原理及选型探析
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，很好的解决了影像传感器的动态范围相对人眼要窄的问题。
值得注意的是，大家记忆犹新的宽动态大幅出现阶段虽然处于模拟摄像机时代，但是却见证了摄像机由模拟时代变迁到数字时代的整个过程...宽动态摄像机原理及应用分析
什么叫WDR宽动态?简单的说摄像机宽动态就是让因为宽动态范围dB 值是WDR宽动态范围技术在摄像机系统中的运用，让黑暗区域可以变得明亮一些与明亮区域变的更加柔和，改变了视觉效果，提供出有用的可识别的金融单位及银行
这种宽动态摄像机主要应用于银行大门出入口、有落地窗的营业厅、运钞车车道及地下停车场出入口以及ATM玻璃门的门口监控，可以适时提供访客与室内外清晰的人像及景物。
高速公路收费口
目前低照度、宽动态摄像机用于道路监控的重点是高速公路收费口监控，主要是对进站收费站的车道、收费庭收费情况，对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督。
尤其是在晚上，收费站工作人员需要看清车牌，而一般情况下，车灯打开后，路上的环境照度与车牌的照度形成了一定的动态范围，传统摄像机是难以看清的，因此对于低照度宽动态摄像机有了一定程度的需求。
路口监控系统
由于CCTV闭路电视系统对于闯红灯自动抓拍的功能，可以提高交控中。