光环境应对技能运用场景
宽动态、强光按捺等技能在安全城市、智能交通等职业中运用较多，运用时刻上首要在夜间，运用场景是运动的车辆大灯以及路灯、店肆霓虹灯等杂乱的光环境，这种环境下就需求宽动态等技能来完成视频监控画面不受影响。
强光按捺功用在安全城市的运用中首要是下降轿车大灯照耀的影响，但假如宽动态规模满足大，大到把轿车大灯的亮度也能包括内，就能够掩盖强光按捺及背光补偿等功用，所以宽动态功用是中心，也是现在大部分视频监控厂商首要研讨开发的方向。
光环境应对技能分类及原理
光环境应对技能首要包括宽动态、强光按捺及背光补偿等技能。宽动态一般是指摄像机习惯照度反差(改变规模)的才能。背光补偿也称作逆光补偿或逆光补正，一般指摄像机在逆光环境下拍照时能够补偿画面主体漆黑缺陷的才能，前期宽动态技能实践上便是背光补偿技能，因此背光补偿技能能够概括在宽动态技能规模之内。强光按捺一般指摄像机将视频的信号亮度调整为正常规模，防止同一图画中前后反差太大的才能。三种技能中以宽动态技能为中心。
以宽动态技能为例，完成办法一般有双曝光技能和多重取样技能等。双曝光技能是现在视频监控范畴运用较为老练广泛的技能，该技能又称双快门技能，是指摄像机针对明暗反差较大的场景进行两次曝光组成画面的技能。其间一次曝光为针对亮堂区域的快速曝光，另一次为针较暗区域的慢速曝光，两次曝光别离取得亮堂区域和较暗区域的明晰图画，最终将两幅图画进行叠加而成一张明暗反差较小的图画。
宽动态-开
一切功用封闭
中星电子股份有限公司总工程师施清平介绍道，现在有些厂商如松下研制了四次曝光技能，能够完成更大的宽动态规模，宽动态效果更好。
原任职于公安一所现为本刊技能参谋李仲男介绍说：多重取样技能也可称为多通道技能，该技能是指使用CMOS传感器别离处理像素信号的功用，对一帧(一场)图画进行空间域处理的技能，详细指对摄像机感光单元每帧(场)堆集的电荷进行屡次取样。该技能的完成进程是在器材的输出(取样)进程中进行的。这进程的完成依托的是DPS(数字像素传感)技能——DPS是依据数字信号处理理论的数学模型和算法规划出来的高集成硬化微处理器，专门进行数字信号处理，DSP芯片可进行比方二维数字滤波、数字动态图画检测、数字布景光补偿、细节补偿频率调理等功用——DPS可分析画面的亮度值及改变趋势并操控曝光时刻并决议该次取样是否输出，如画面亮堂部分只需第一次取样即可输出，较暗部分则需求最终一次取样才输出，相当于对不同亮度区域进行曝光时刻操控。
李仲男介绍道，屡次曝光与多重取样技能实质上都有对图画进行亮度密度散布的改换。将不良图画的亮度密度散布改换为契合人眼视觉特性的形状，是最经典的图画处理技能。
双曝光办法是对图画进行整幅的调理，多重取样是每个像素的调理，显着，后者在技能上更合理，实践效果也要好一些。
可是这样的处理或许呈现两个问题：一是在亮堂端部分图画分辩率会下降;二是改换后，图画会缺少层次感。
实践上、人的视觉分辩亮度不同的级数是有限的，既摄像机可显现的亮度级数是有限的。这既决议了宽动态是有限值的，也说明晰宽动态不是目标越高越好。
其他影响光环境应对技能的要素
施清平介绍说：芯片是光环境应对技能最中心的部分，可是大部分视频监控厂商在芯片货源上受制于国外芯片厂商，一般在技能研制商都把精力放在算法上面，即数字宽动态技能。一般来说数字宽动态效果远不如以芯片为根底的宽动态效果，这点a&s在实践检测中也得到了印证
除了芯片的要害要素之外，还有哪些要素对光环境应对技能有影响呢?在a&s对厂商的采访中咱们了解到，镜头、视频编码技能乃至摄像机明晰度也对光环境应对技能有十分重要的影响。
镜头要素尽管常常被人忽视，但实践上十分重要。镜头对光环境应对才能首要要素影响要素之一是主动光圈，因为主动光圈是依据摄像机的均匀通光量来进行调理光圈巨细，比方在夜间的时分光圈会主动调整到最大，假如此刻忽然有车灯照耀，主动光圈会忽然缩小，而此刻暗部的画面细节就会丢失掉。所以镜头的主动光圈会带来新的问题，最近市场上开端推行P-Iris镜头，能够到达准确操控光通量的效果，可是价格较高。别的一个要素是镜头的光圈值，遍及来看镜头的光圈值达不到标称值，尤其是国产镜头。一般来说，光圈首要影响的功能是低照度，宽动态等的影响相对小一些。其三是镜头镀膜，这个十分要害，假如镀膜欠好的话会构成鬼影、光斑等，在杂乱光环境下的光环境应对才能就会大打折扣。整体来说镜头这方面不如传感器、芯片等遭到注重，但实践上好的镜头对摄像机的光环境习惯等功能上有很好的协助。
一般来说编码规范对宽动态等效果没有太大的影响。因为画面质量在传感器、IP处理这一层现已决议了。可是SVAC编码有所不同，因为SVAC支撑10比特的编码，而其选用其他编码的摄像机基本上都是支撑8比特的，这样芯片比较宽的动态规模在编码的时分就会紧缩，紧缩后的成果便是会损失掉许多信息。SVAC多2比特，这样支撑的动态规模更宽。后边中星电子与公安一所还在拟定SVAC2.0的规范，能够支撑到16比特，基本上能够将前端收集过来的图画原汁原味的放进去，更多的保留了画面细节。
背光补偿-开 
强光按捺-开
视频监控现已逐步由模仿标清年代迈向数字高清年代，4K高清的技能也初现端倪。关于视频监控明晰度的影响，施清平以为高清年代里像素点缩小了，给芯片带来感光、加工等问题;然后模仿年代遍及选用CCD传感器，数字高清年代CMOS是干流，应对光环境的技能处理睬纷歧样。但不管摄像机是模仿型仍是数字型，对宽动态等光环境应对技能影响不大。施清平以为4K技能现在来看还比较悠远，尽管许多厂家现已做出来了产品，但实践运用还有很长的路要走。4K技能带来的首要问题是像素点更小，对杂乱光源环境更难处理。
技能提高空间
施清平以为宽动态等光环境应对技能的首要提高空间仍是在传感器/芯片上，现在大部分厂家仍是在屡次曝光、算法上去做文章，尽管这方面也有提高空间，可是会越做越杂乱，并且也纷歧定能习惯越来越杂乱的光环境。从芯片、传感器等源头方面解决问题才是最首要的，这方面中星电子正在开发的24比特曝光输出芯片便是一个很好的诠释。而光环境应对技能的极限提高空间施总以为应该是像素点的曝光，即针对每一个像素点决议曝光时刻。现在一帧一帧的曝光，其缺陷是一个画面只能取一个均匀值，会漏掉许多动态规模之外的东西。而依据每一个像素点进行不一起刻的曝光，比方暗的当地曝光时刻能够长一些。亮的当地曝光时刻会短一些，这方面的技能首要是将传感器芯片进行智能整合，是一个十分有挑战性的极限性解决办法。
光环境应对技能测验规范及问题
据李仲男参谋介绍，现在各厂家测验办法理论相同，都是用被测摄像机吸取一张照度反差很大的图画，再依据图画能够到达的分辩才能(亮度差、细节)，别离丈量出图画中最亮与最低部分的照度，然后计算出动态规模值。首要有反射式测验卡检测、透视测验卡检测等：
1.反射式测验卡办法，选用反射式测验卡，对其进行别离的照明，一部分高照度，一部分低照度，恰当调理两个照明，当两部分都能显现出区域内相关图形(亮度台阶或黑白条)时，别离丈量两部分的照度值，再计算出动态规模。
这种办法要求两个照明不能相互搅扰(首要是亮影响暗)，这是有难度的。一起、把图画分红照度反差极点的两部分，与实践场景不契合。
2.透视测验卡办法，选用灯箱和带有多级数灰度台阶条的透视卡。按设定值进行照明，然后调查灰度台阶条，丈量能够分辩的台阶数。灯箱的亮度是设定的，各台阶对应的照度便是确认的，依据台阶数即可推算出动态规模。多级数灰度台阶(又称光楔)的制造和计量是要害，比方，30多阶的光楔。难点是：测验时很难判别亮度台阶是否可分辩。
在透视卡制造两个不同区域，上面印有规则的图形，光箱对其进行别离的照明，构成最亮区和最暗区，其余部分(应超越图画一半)用正常照明，作为图画的中心层次。再进行上述的测验，推算出动态规模值。李仲男以为这是比较可行的办法。
上述两办法，是相同的，都存在一些问题，虽是丈量相同的量，但成果不同很大。
还有一种测验办法，不直接丈量动态规模，而是丈量因宽动态的效果，导致摄像机动态规模扩展的倍数，既是宽动态摄像机取得最大输出时的景象照度与不选用(关断)宽动态技能时最大照度的比值。因为不选用宽动态技能时的最大照度欠好丈量，所以用丈量摄像机输出50%白电平常的照度来替代，因此数值差6分贝。
另据承受采访的视频监控厂商反响，以为以上测验手法都归于静态测验，而摄像机面临的场景往往是动态的乃至高速的，因此还主张增加在动态场景下的光环境应对才能检测。如选用二次曝光的宽动态摄像机在监控高速运动物体时往往会发生较为显着的拖影现象，而选用多重取样技能的摄像机则战胜类似问题。
结语
因为视频监控很大一部分是用在安全城市、智能交通等杂乱光环境场景中，光环境应对技能是视频监控厂商有必要注重的技能，可是现在来看光环境应对技能仍未遭到满足的注重，在缺少一致威望的测验规范的情况下，许多厂商呈现虚标宽动态规模的现象。此外因为国内厂商受限于芯片出产源的约束，很难从本源上解决问题。因为考虑到出产成本的问题，许多摄像机在装备镜头号配件的时分也往往挑选最廉价的，在必定程度上也影响到了光环境应对技能的开展。
整体来看，光环境应对技能还有很大的开展空间，在芯片、镜头、技能注重程度乃至视频紧缩规范上都能够下功夫，在需求应对杂乱光环境的场景中，优异的光环境应对技能能够让视频监控更称心如意，更好地看护人们的生命、产业安全。
