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什麼是動態範圍?

日期: 2014-06-20

什麼是動態範圍?

動態範圍是在特定景象內最亮點和最暗點之間的光照水準差值。
在陰天的環境下,由於光線均勻,不存在陰影,所以通常情況下具有較低的動態範圍,場景中既沒有明顯的暗處,也不存在突出的高亮。然而在陰影異常明顯的晴天,最亮的區域和最暗的區域之間可能存在極大的差異,這便稱為寬動態範圍(WDR,亦稱為高動態範圍或 HDR。)

無 WDR 功能的 IP 攝像機

WDR 模式下的 AXIS P3384-VE(本公司銷售之產品)
在自然界中,存在諸多超出攝像機或人眼所能察覺的動態範圍。例如當您在明亮的窗戶前拍攝一張人物照片時。攝像機要麼將人物正確曝光,卻將窗外的景色完全過曝,要麼重點展示窗戶之外的風景,卻使人物曝光不足,漆黑一片。人物與窗外景色之間的動態範圍已超出攝像機能夠處理的範圍。

動態對比
WDR (寬動態範圍)是一項通過擴展攝像機範圍覆蓋圖像中明亮和黑暗區域間更大區域的技術。
增加動態範圍存在幾種方式,為了達到最佳效果,許多解決方案都採取了組合方式。


最簡單的方法便是本公司銷售的AXIS產品,在AXIS所稱的“動態對比”,這是一項內置在我們大多數攝像機內的功能。通過使用“動態對比”,攝像機感測器可採用比攝像機最終能夠輸出的比特深度(Bit Depth)更高的深度捕捉圖像,比特深度(Bit Depth)是一項能夠轉化為動態範圍的內部屬性。
攝像機然後會執行高級色調映射,適當調低亮度水準,以便將比特深度(Bit Depth)縮減至電腦螢幕能夠處理的格式。在色調映射中,均會考慮到最暗和最亮的部分,從而使兩端產生更多的細節。

色調映射可分為兩種類型。全域色調映射,所有圖元均以相同的方式進行處理,即圖像中每個位置去除的亮度水平均相同。局部色調映射,針對圖像中的不同區域,亮度水準去除的程度可單獨定義。局部色調映射要求更高的處理器性能,但能夠獲得卓越的效果。