如何优化摄像机动态范围？

（一）动态范围

动态范围最早是信号系统的概念，一个信号系统的动态范围指的是最大不失真电平和噪声电平的差。而在实际应用中，多用对数和比值来表示一个信号系统的动态范围。

在视频监控系统中，当图像中同时存在亮度较高区域（如日光、灯具、反光）和亮度较低区域（如阴影、逆光）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较亮区域和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。动态范围各单位之间的换算方法见表8-1。

表8-1 动态范围各单位之间的换算方法

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表8-1仅列出了20档动态范围，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。

（二）宽动态技术

宽动态WDR（Wide Dynamic Range），意为较宽的动态范围。简单地说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。当摄像机在强光照射的高亮区域及逆光环境亮度较低的区域同时存在时，输出图像会出现明亮区域因曝光过度而显示白色，而灰暗区域因曝光不足成黑色。

宽动态技术是通过相应的技术手段对画面中曝光过度和曝光不足进行优化处理，从而可以在上述环境提供亮暗皆融的全景图像。宽动态技术是摄像机一直追求的目标。