还在为夜晚昏暗的图像或是红外下黑白的图像而愁眉不展吗?还在为摄像机对着门窗看不清前景而烦恼吗?还在为日出日落时场景都变成剪影而无奈吗？宽动态的出现，战胜了逆光，不断扩大监控摄像机的使用场景和应用领域，真正实现网络摄像机“看得远”、“看得宽”。
文/程玮
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”。
就目前的宽动态技术，模拟和高清宽动态在实现原理上都是相通的，主要还是在两者的清晰度、硬件平台性能及宽动态算法上的区别。宽动态已经成为监控摄像机越来越重要的一项功能，适用范围除了传统的逆光出入口、窗口等，在平安城市等道路夜晚看车牌的场景下用来抑制车灯也成为近年来的一种趋势。所以宽动态成摄像机标配也是一种必然趋势。
目前市面上主要有三种类型宽动态产品，数字宽动态、120dB宽动态和140dB 宽动态。数字宽动态主要是通过算法来实现的，无需硬件支持，但效果上一般没有硬件宽动态好;120dB和140dB宽动态都属于硬件宽动态，所谓硬件宽动态，就是图像传感器本身支持二次曝光，针对暗处的一次长曝光和针对亮处的一次短曝光，最后，再通过算法将两次曝光后的图像进行合成后，就可以得到前景明亮、后景清晰的图像了;而140dB宽动态摄像机相对于120dB宽动态摄像机来说，硬件和算法上都有了很大的提升，首先是图像传感器不仅可以支持二次曝光，甚至还可以支持三次曝光，在长帧和短帧之间有了一帧过渡帧的话，可以使图像细节更丰富，画面也会更加自然。同时，也可以使动态范围更广泛，画面暗处更明亮，亮处更清晰。但是，这样的三次曝光对摄像机本身硬件性能的要求较高，因此，只有在新一代高性能平台的摄像机上才能实现。
几乎所有的监控摄像机都具备了宽动态功能，这似乎已经成为不成文的规定。增加宽动态有助于在极端照明环境下解决丢失的图像细节，例如室内、室外光线变化大，导致部分主要图像丢失。但宽动态虽然功能强大，但仍有存在两大局限性：第一，算法宽动态实现简单，但效果欠缺。第二，硬件宽动态由于需要进行多次曝光，在照射移动目标时，曝光时间过长的话会造成拖影，或者物体边缘紫边、画面饱和度变化等问题。众所周知，宽动态主要是用在逆光环境下，因此在大厅出入口、停车库出入口、银行柜台、窗口等典型的逆光环境下使用较多。而宽动态的另一项应用则是夜间抑制车灯，夜晚环境下如果需要看清车牌，需要摄像机具备低照度，而如果车灯抑制的不好，也会造成车牌无法看清的状况，因此，星光级超低照度摄像机配上良好的宽动态效果，已经逐渐成为道路监控夜晚看车牌的明星产品!
(本文作者现任杭州海康威视数字技术有限公司技术支持部产品经理)
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