宽动态 (WDR)介绍和理解

 

安装和使用监控摄像机经常会遇到强光问题。 因为我们不可能灵活选择摄像机的安装位置， 解决或者处理强光是一个无法避免的问题。 不管是由反光材质或者灯源造成此反光， 解决问题的方案来自于摄像机支持的一个特殊功能， 并且这个功能不是所有的监控摄像机都支持。

宽动态 （WDR）

WDR是wide dynamic range 的缩写，意思是宽动态范围。 根据百度百科，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”。

WDR对比DWDR

用户经常把宽动态和数字宽动态（DWDR）混淆在一起。数字宽动态是宽动态技术中最容易实现的一种技术。 而真实的宽动态能确保在大部分强光或逆光监控环境下，拍出清晰的图像。 很可能数字宽动态只能解决部分画面问题，无法解决全部。

真实宽动态采用的是软硬结合的方案，首先一款真实宽动态的摄像机必须使用带宽动态功能的CMOS图像传感器， 其次需要数字图像处理器配合。 如多重曝光宽动态 （也叫多帧成像宽动态）就是使用图像传感器对图像进行多次曝光 （3次或4次），然后传送到图像处理器进行宽动态计算并输出明亮均衡的图像。

对于特定的监控应用，宽动态技术已成为高清监控摄像机的标准功能， 市场巨大， 因此索尼公司于去年新推出DOL WDR技术，DOL WDR的英文全称是Digital overlay wide dynamic range即数字叠加型宽动态技术，同样是采用多重曝光技术， 但是DOL WDR可以在低照度环境下提供更好的宽动态性能。索尼公司已经推出IMX224 (120万像素), IMX290 (210万像素), IMX123 (320万像素)等多款专用于视频监控应用，并支持DOL WDR功能的高清CMOS图像传感器。

太阳光线

现在市场上有些人认为宽动态监控摄像机可以对准强光源（如太阳直射光）下工作。 让我们再解释一遍，无论你的摄像机是否支持宽动态，也不管你的摄像机质量有多好，价格有多贵，或支持强光抑制，摄像机都不能对准直射强光源。

监控摄像机不具备承受从镜头进入的直射强光下一直工作的能力， 直射光源照射在CMOS图像传感器上将使图像传感器变得过热，从而影响成像，损坏摄像机，并最终使得摄像头变得毫无用处。

反射光源

尽管宽动态不能让摄像机直接对准强光源， 但是可以有效的解决由强光源反射光而造成的成像问题。 遇到太阳光反射，在视频监控安装和使用中是司空见惯的事情。 这些反射光可来自汽车，水滩， 甚至是窗户或者玻璃门。肯定这些物体不会每天百分之百的反射光，但是一天中的某些时间，物体的角度，摄像机监控角度，遇到这些情况，或许你希望摄像机支持宽动态功能。

玻璃窗户和门

从窗户或者门照射进来的逆光是视频监控遇到的棘手问题。 安装在室内的监控摄像机经常会发现监控范围包括了窗户或玻璃门。 大厅，专卖店和办公室都是例子。在白天，如果摄像机不支持宽动态，摄像机将很难拍摄清晰的图像，窗户或玻璃门的区域会出现大块太亮的区域。大部分情况下，这种强光会导致摄像机看不到强光前面和后面的物体。宽动态功能可彻底消除这种逆光问题，并提供前景和背景都清晰地图像。

室内灯光

室内灯光导致的强光问题比其它强光问题要少得多， 但是还是有可能发生。 有些日光灯（荧光灯）照明会给监控摄像头带来问题。 一般来说，如果遇到因为室内照明引起的强光问题， 一般采用调整摄像机的安装角度来解决。 如果不能换安装角度，或者换角度也没有，那么使用宽动态摄像机就是最好的解决方案。

车头灯

对于普通监控摄像机来说，夜间车辆的头灯是个烦恼的问题。 不仅会在监控画面中产生耀眼的灯光高亮区域，而且会造成过量的图像噪点。 使用宽动态，车灯的亮度将会降低，并拍摄清晰车辆图像，同时过量的图像噪点也会消失。但是，如果摄像头安装位置比较低，车灯会照射到摄像机的光敏电阻，摄像机会频繁进行日夜监控模式转换，这样造成摄像机工作异常。