2004年8月，Panasonic宣布，自该公司1997年首次将超级宽动态摄像机引入美国市场以来，其在世界范围内的销量已达到1百万台。Panasonic安防系统部副总裁Frank Abram对此评论说：“对任何一家专业摄像机技术生产商来说，1百万台摄像机的销售量理所当然应该被视为是一个里程碑。”

超级宽动态摄像机（第一代宽动态技术可提供64倍高于传统摄像机的动态范围），是先进的数字信号处理电路和专用CCD相得益彰的结晶。“这种独特的结合技术使摄像机具备了在同一场景中捕捉高对比度区域图像的能力，”Abram说，“同时还可自动调节，以改变光照条件。”

如今，大多数的摄像机都支持背光补偿，该功能使摄像机可以自动平衡聚焦图像和背景图像的亮度，而平衡功能也包括动态范围。\r\n\r\n更加清晰\r\n何为宽动态？它是如何提高图像质量的？原来，宽动态的基本功能是在同一时间内，以不同的曝光速度捕捉两幅不同的图像，在这两幅图像中消除其中的较差像素，保留优质像素，再将二者合成在一起。

动态范围是指CCD传感器对单一图像中最亮和最暗部分的平衡调整——即对比度。CCD传感器的动态范围通常在1:1,000（60 分贝）左右。“理论上说，如果动态范围足够优异，就没有必要进行背光补偿（BLC）。然而，摄像机电路的损耗范围十分明显，从而影响到了容量，”Bosch Security Systems的Rene van Gils评论说，“宽动态摄像机的潮流正在兴起。”

宽动态摄像机有以下三个种类：双倍速CCD传感器加上DSP芯片；普通CCD加上双快门速度；以及CMOS传感器加上DSP芯片。虽然后者面世尚不足两年，但已日益受到重视。

双倍速CCD传感器+DSP芯片

这一先导型解决方案采用宽动态传感器芯片，其处理速度是普通CCD芯片的两倍，同时还具有1/60秒快门速度的DSP电路及MICOM微电子控制器。主流生产商有Panasonic、Samsung以及Sony。

普通CCD+双快门速度

这些机型采用正常速度的CCD传感器及DSP电路，其双速快门支持两种不同的曝光速度。一种是用于高亮度区域的短时间曝光，另一种是用于低亮度区域的长时间曝光。这些摄像机能以1/120秒的快门速度支持高达42-46 dB的宽动态范围。但是，这种宽动态功能也会经常在更低亮度的条件下减弱。

CMOS传感器+DSP芯片

CMOS是一种新近推出的数字像素系统，且逐渐为大众所知。与结合两种图像的CCD传感器不同，CMOS可提供单一像素的曝光，最高可达1,000帧／秒传感器采样率，可以克服普通CCD的不足之处。

JVC欧洲部门的销售经理Lee Elliott表示：“最新推出的TK-WD310E型摄像机是在极低光照环境下拍摄清晰彩色图像的最终选择。它是一款经济、实用的解决方案，可在整个极限动态光照范围内保持上佳的色彩质量。”

GE Security麾下的Kampro公司总经理Lanfer yang进一步解释道：“它的确是一款佳品；稳定性和图像质量都更出色，当然成本也相对较高。”

技术突破

Panasonic最近推出了其经过改良的超级宽动态摄像机——SD III。该款新机型秉承先前的设计理念，采用双倍速CCD和先进的DSP芯片，可以分别捕捉图像的暗光部分及亮光部分，并将其重新组合在一张可视图像上。

该款机型附加的高级数字对比度校正功能可对合成图像的灰阶进行优化，从而得到更佳的清晰度及平衡度。Panasonic企业项目组主管Steve Surfaro指出，“SD III不仅提供电子采集成像的特点，而且与人类的视觉结合得更为紧密，具有一定级别的智能化，从而使其的推出在业内具有真正里程碑式的意义。”

GE Security属下的Kampro是另一家领先的摄像机生产商，他们也推出了一款创新型宽动态摄像机，最高动态范围达60 dB。该机型采用Sony宽动态技术（400:1），以及DSP芯片，从而获得更佳的图像质量和全功能的控制特性。此外，凭借10-bit A/D处理技术，该摄像机可提供实时、真正帧到帧的动态范围性能。

Bosch Security的Dinion摄像机采用15-bit处理技术，可从模拟CCD信号中检取到更多的细节。鉴于10-bit处理技术曾一度被视为极限，因此，15-bit处理技术意味着CCD的质量已成为了决定性的因素。在选择镜头时，15-bit的DSP技术还可在选配镜头时带来方便，由于配备有手动光圈镜头以及低成本的CD光圈镜头，从而使之在户外工作时更具优势，因为摄像机可对镜头进行完全的控制，特别是在特殊光照条件下。

在此期间，JVC推出了一款采用14-bit数字处理技术、可对每一像素进行自动5级曝光控制的新型高速宽动态摄像机。该机型结合了一个宽动态芯片组，该芯片组可轻而易举地提供最宽的光照范围。在其五个范围内，可将摄像机设置为室外或室内应用，或同时结合二者，从而可在一个显示屏上同时看到室内和室外区域。

优势

Honeywell Security视频产品部的经理Sufan Kan对宽动态摄像机的优势体会颇深：“它能够在同一场景中捕捉到高对比度区域的图像，并自动调节以改变光照条件。”其典型的应用包括安装在带玻璃门或宽阔窗户的大楼门厅、ATM机以及码头等场所，这些地方的明亮阳光会破坏图像清晰度，此外，还可应用于仅需要捕捉室内图像的地方。

Kan还补充道：“宽动态摄像机解决了由来已久的问题，在很多场合还免除了需要单独在室内和室外区域设置摄像机的监控需求。”

此外，宽动态摄像机还可消除汽车前灯产生的光晕，在宽动态有效的光照范围，无论是内部还是外部区域，皆可捕捉到彩色的物体图像。JVC 的Lee Eilliott引述了一个例子，“如今，我们可以轻松地同时观察到汽车内部某人所穿衬衫的细节，以及汽车外部人物的细节。”

瓶颈

“宽动态摄像机的最大问题是难以得到真彩图像，”Yang说，“无论动态范围有多宽，图像都是经过修改和恢复的，因而使图像色彩没有原色彩那样纯净均匀。

Van Gils同意这一观点：“一般情况下，如果想增加bit数或模-数转换处理的精确度，则其采样速度必须是特定的。在摄像机中，采样速度是事先设定的。目前领先的极限是接近15-bitr的DSP技术。为了更上一层楼，我们需要寻找更新、更先进的A/D转换技术，以及编写出恰当的算法在两种图像间进行优化和选择。”

什么是动态范围？尽管众多的厂家声称其可以提供具有宽动态功能的摄像机，但购买者仍然时常面对真伪莫辨的艰难抉择。\r\n某安防厂家表示：“目前还没有关于宽动态范围的规定或国际协会设置的标准，有时我们会在某些产品型录上看到一些“奇怪”的产品说明，但是购买者对此却毫不知情。”

迄今为止，仅有两个国家的有机构设定了此类标准——日本的EJLA和美国摄像机与影像产品协会。

新兴市场

尽管对工程商和集成商来说成本仍然较高，但是与背光补偿功能（BLC）相比，宽动态功能可以获得更高质量的图像。这类产品的主要目标市场为高端客户，如机场、军用设施和公共场所，对于这些部门来说，预算不成问题。

但是，Kan仍然表示：“尽管2004年的需求量不是很大，我们还是期望2005年的增长能够达到30%左右，这些增长大部分将来自机场、公共场所、交通部门和商业中心等。”

所有的人似乎都认为宽动态将成为摄像机的首要功能；这正是众多生产商趋之若鹜的原因。一些生产厂家已经能够提供宽动态技术，现在正试图将其应用于各种机型。例如Honeywell和Kampro正在其一款日夜型摄像机中采用这一技术。

那些已经拥有并准备推出此类产品的厂家正迅速转向这一方向。Hunt的总经理Michael Lee说：“我们将在今年二、三季度推出宽动态摄像机。之后，我们还将在其他类型的摄像机，例如球型摄像机中应用宽动态技术，以加强产品线。”

越来越多的厂家涉足这一领域，Yang表示：“竞争也变得更加激烈了。”因此，他希望看到价格的回落，这样使用率也会随之增加。Yang认为目前市场上宽动态摄像机的市场份额约为10-20％。

Van Gils对此表示同意：“我们希望在接下来的一两年内保持继续增长，由于目前高端摄像机的价格战，其价格已经日益得到市场的认可。此外，更多终端用户开始认识到这种摄像机的优点所在。”

毫无疑问，市场需要时间来了解和接受任何新技术，但是当这一点实现之后，就会有越来越多的人愿意尝试它。