主頁（http://www.www.xzhtuan.com）：DPS VS.CCD 誰與爭鋒(2) 為了讓CMOS圖像傳感器技術(shù)發(fā)揮更加卓越的性能，國內(nèi)也有一批研發(fā)隊(duì)伍。如復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、國防科技大學(xué)等院所，部分廠商也開展了CMOS圖像傳感器的設(shè)計(jì)、研制和應(yīng)用開發(fā)等工作。 作為新興的感光器件，在經(jīng)過多年的探索后開始成熟，未來CCD將與CMOS并存一段時(shí)間，除非CCD在工藝上和性能上能夠有較大幅度的提高，否則，筆者個(gè)人認(rèn)為，其終將被CMOS器件取代，就象當(dāng)年攝像管被CCD取代一樣。 越來越多的攝像機(jī)制造商開始發(fā)展DPS技術(shù)的攝像機(jī) DPS技術(shù)稱之為數(shù)字像素處理系統(tǒng)（Digital Pixel System），與CCD不同，DPS是純數(shù)字的圖像拾取和處理系統(tǒng)。在當(dāng)今如火如荼的數(shù)字化進(jìn)程中，視頻監(jiān)控領(lǐng)域也勢不可擋地從模擬向數(shù)字化發(fā)展，同樣，在監(jiān)控的前端，DPS技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，也使傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)進(jìn)入到了一個(gè)數(shù)字化的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了從模擬到數(shù)字的產(chǎn)品交替。 從目前看，DPS技術(shù)存在著明顯的優(yōu)勢： 其一，傳輸時(shí)間短。CCD攝像機(jī)在圖像的采集、處理和輸出過程中需要經(jīng)過多次的信號(hào)轉(zhuǎn)換，存在傳輸時(shí)間長，轉(zhuǎn)換噪聲大，視頻信號(hào)衰減等缺陷。而DPS攝像機(jī)包含一組數(shù)字的圖像傳感器和數(shù)字的圖像處理器。其核心技術(shù)是在數(shù)字圖像傳感器的每一個(gè)像素上集成了一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC），每個(gè)數(shù)字圖像傳感器的ADC在捕捉到光信號(hào)時(shí)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從傳感器到輸出的過程中，單幀圖像獲取時(shí)間僅需0.8毫秒，最大限度地減少了無效的轉(zhuǎn)換，降低了噪音和衰減。 其二，CCD攝像機(jī)在采集一幅圖像的過程中通常只對(duì)整個(gè)圖像采樣1次，獲取的圖像會(huì)出現(xiàn)不同程度明亮的區(qū)域曝光過度、較暗的區(qū)域欠曝光的現(xiàn)象。采用DPS技術(shù)的攝像機(jī)在采集一幅圖像時(shí)，系統(tǒng)可對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行多次單獨(dú)無損失采樣，成像系統(tǒng)控制每個(gè)像素的最佳采樣時(shí)間，在每個(gè)像素達(dá)到最佳狀態(tài)時(shí)存儲(chǔ)像素信息，最終可同時(shí)獲取場景中明亮及陰暗區(qū)域詳細(xì)的圖像信息。 其三，模擬人眼與大腦，圖像傳感器和圖像處理器具有雙向?qū)崟r(shí)互動(dòng)性。DPS攝像機(jī)在圖像的攝取和處理過程類似于人眼和大腦的關(guān)系，負(fù)責(zé)圖像的處理和運(yùn)算的同時(shí)，不斷向圖像傳感器下達(dá)指令，不僅調(diào)整曝光時(shí)間而且改變實(shí)際的圖像捕捉算法。最終，在特定的圖像特征和光照下，獲得最佳的圖像效果。 其四，更寬的動(dòng)態(tài)范圍和更真實(shí)的色彩再現(xiàn)。采用DPS技術(shù)的攝像機(jī)，通過其特有的數(shù)字采樣和數(shù)字處理，得到比CCD攝像機(jī)更寬的動(dòng)態(tài)范圍（CCD的動(dòng)態(tài)范圍最大為60dB，DPS可達(dá)到120dB），更加接近真實(shí)場景的色彩還原。在單一圖像中曝光達(dá)數(shù)十萬像素，即使在最苛刻的光照條件下，也可捕捉到清晰、逼真的圖像，再也不會(huì)因?yàn)殛幱�、眩光、反射和太陽光而使圖像發(fā)暗或被破壞。 其五，DPS攝像機(jī)內(nèi)嵌強(qiáng)大軟件平臺(tái)，NTSC/PAL制式兼容，DPS攝像機(jī)打破了傳統(tǒng)的地域界限；線纜補(bǔ)償、線鎖調(diào)整、更寬的白平衡范圍，使原本復(fù)雜的使用、調(diào)整、偏色等問題變得迎刃而解；內(nèi)嵌軟件可在前端攝像機(jī)上實(shí)現(xiàn)諸如視頻移動(dòng)偵測、區(qū)域放大、報(bào)警的輸入輸出等功能，通過前端的采樣和處理，可大大減少后端設(shè)備由于干擾和信號(hào)傳輸衰減等而產(chǎn)生的誤動(dòng)作；遠(yuǎn)程攝像機(jī)的設(shè)置調(diào)整及數(shù)字變焦功能也使應(yīng)用變得簡單；同樣數(shù)字化的信號(hào)輸出直接提供給高清顯示設(shè)備或編碼壓縮芯片，減少信號(hào)轉(zhuǎn)換過程的衰減，得到更加真實(shí)的圖像。 隨著DPS技術(shù)的發(fā)展，越來越多的資深攝像機(jī)制造商開始發(fā)展DPS技術(shù)的攝像機(jī)，這包括一些業(yè)界知名企業(yè)如Pelco、GE、BAXALL、JVC、Honeywell、Sunell景陽�；贒PS技術(shù)的平臺(tái)可以提供更廣泛、更智能化的應(yīng)用，使原本復(fù)雜的系統(tǒng)變得簡單有效，通過攝像機(jī)軟件的開發(fā)和應(yīng)用，就可實(shí)現(xiàn)包括門禁監(jiān)控、面部識(shí)別、動(dòng)作跟蹤、智能交通、IP攝像機(jī)等的系統(tǒng)集成。隨著成像技術(shù)向全數(shù)字系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，DPS技術(shù)勢必為高質(zhì)量的視頻監(jiān)控解決方案奠定了圖像捕捉和處理的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 DPS在特殊應(yīng)用方面占有一席之地 近年來，攝像機(jī)的技術(shù)獲得了飛快的發(fā)展，特別在監(jiān)控領(lǐng)域中，隨著人們對(duì)視頻質(zhì)量的更高要求，一些突破傳統(tǒng)技術(shù)的新技術(shù)也呼之而出�；诿绹鳳IXIM 公司的DPS專利技術(shù)的圖像傳感器，采用革命性的設(shè)計(jì)理念，將先進(jìn)的微處理技術(shù)與影像處理技術(shù)加以結(jié)合，傳感器內(nèi)部集成了32位的Arm7 控制核心，精確控制每一個(gè)像素點(diǎn)的曝光時(shí)間，使畫面可以達(dá)到突破性的95db 動(dòng)態(tài)范圍。 DPS圖像傳感器一經(jīng)推出，就立即引起各大攝像機(jī)制造商的注意，并相繼推出基于DPS技術(shù)的多款攝像機(jī)產(chǎn)品，如BAXALL的Hyper-D系列、GE的Ultraview、Honeywell 的HCCWD484、臺(tái)灣慧友公司的EQ600 WDII系列。這些攝像機(jī)因其出色的動(dòng)態(tài)范圍和不錯(cuò)的圖像畫質(zhì)，被廣泛用在道路交通監(jiān)控、車輛監(jiān)控和車牌識(shí)別、影像識(shí)別和自動(dòng)追蹤等領(lǐng)域。 但從目前來看，與傳統(tǒng)CCD傳感器件相比，DPS除了表現(xiàn)出其優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)范圍，以及在極限光線條件下能獲取穩(wěn)定清晰的圖像等明顯優(yōu)勢外，某些方面還需要去改良，例如靈敏度、畫質(zhì)等方面。另外，現(xiàn)階段CCD還有它本身的一些優(yōu)勢。 首先，CCD技術(shù)發(fā)展歷史悠久，已形成了一套完整的理論和先進(jìn)成熟的制造工藝，以及各式各樣的產(chǎn)品和應(yīng)用，各大廠商如Sony、三星、松下、SHARP的持續(xù)投入和開發(fā)，使得CCD傳感器的畫質(zhì)和性能得到了很好的提升，這些方面成為目前DPS傳感器需要努力的空間。另外，CCD的寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)技術(shù)也在以往的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大改善，如松下和三星公司的產(chǎn)品。 其次，近年來CCD的技術(shù)發(fā)展也較快，有些功能也在不斷提高。因消費(fèi)類電子產(chǎn)品數(shù)碼相機(jī)的迅速普及，導(dǎo)致各大廠商不斷推出600萬、700萬、800萬甚至1000萬像素的CCD產(chǎn)品，以及高集成度、多功能、高性能的影像處理DSP芯片，這些也推動(dòng)了安防用攝像機(jī)的發(fā)展，有些先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)，如SONY早期用于攝錄一體機(jī)的SS-1M系統(tǒng)。 綜上所述，DPS技術(shù)作為一項(xiàng)新興的圖像傳感技術(shù)，在獲得傳統(tǒng)CCD無法達(dá)到的寬動(dòng)態(tài)以及極限環(huán)境情況下的良好圖像外，可能在一些特殊應(yīng)用方面，如車牌識(shí)別、模式識(shí)別等，能占一席之地。但現(xiàn)階段，CCD傳感器件憑借其不錯(cuò)的攝像品質(zhì)和高速發(fā)展的技術(shù)和工藝水平將會(huì)繼續(xù)是傳統(tǒng)攝像機(jī)、消費(fèi)用數(shù)碼像機(jī)以及娛樂用DV的首選。 某些方面，DPS技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于CCD技術(shù) 據(jù)筆者了解，所謂“DPS數(shù)字圖像傳感和處理系統(tǒng)”是一種純數(shù)字化的圖像拾取系統(tǒng)，它包含兩個(gè)方面：圖像傳感器和圖像處理器。DPS的核心技術(shù)是在每一個(gè)拾取的像素上都包含一個(gè)ADC（analongtodigited數(shù)模轉(zhuǎn)換器），在捕捉到光信號(hào)時(shí)，直接將其放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最大限度地減小了模擬信號(hào)傳輸操作所產(chǎn)生的噪聲。 (中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮) |
