DPS技术——Hyper-D摄像机采用的新技术 - 安防知识网

Baxall公司的Hyper-D摄像机基于数字像素系统gital Pixel System）技术，与目前的传统摄像机相比，可提供更高的质量和更清晰的图像。

多年来，彩色监控摄像机一直存在着下列问题：\r\n·色彩饱和度：即在各种光线条件下准确地再现色彩；\r\n·低光性能：指在光线不足时摄像机捕捉图像的能力，同时还要求保证最低的噪音水平；\r\n·宽动态范围图像：指在同一幅图片可感应由明亮日光到黑暗区域的光线；\r\n·明亮光线或聚光灯造成的高光溢出或拖尾：传统CCD、各种CMOS和主动式像素传感器等解决方案在不同程度上解决了这一问题，但通常价格都很高。\r\n由于上述缺点带来的障碍，造成CCTV无法在某些工程中被应用，摄像机也很难发挥出关键的作用。但Baxall公司推出的Hyper-D摄像机在技术上改进了许多摄像机原本的缺陷，它的投放市场标志着摄像机技术的新突破。

CCD的更新
CCD已经问世许多年了，其性能也处在不断地改进当中。其存在的主要问题有：
·芯片设计和读取像素的方式导致高光溢出和拖尾；
·对外部DSP芯片的依赖，使得系统不能成为一个整体，来最优化地生成图片和其他功能，也限制了平台之间的可交换性；
·模拟技术；
·即使简单摄像机也需要多个外部组件；
·耗电量高。
CCD芯片的尺寸大小，从1/2英寸光学格式到传统的1/3英寸和1/4英寸，也有1/5英寸，甚至1/6英寸的规格。虽然小型化可能受到欢迎，但由于传感器区域变小，因此安全应用方面的问题也会随之增多，例如光线的性能和信噪比会随着感光区域的变小而下降。
现在，许多厂商开始提供基于CMOS制造工艺的APS产品作为替代品。大多数APS传感器的工作原理与CCD传感器相似，只是芯片上带有A/D转换器，但它们还不能提供现代监视所需要的质量要求，问题在于低光灵敏度意味着邻区像素会产生噪音、在数字化前破坏信号，还有传感器生成的运动和色彩假象等。
目前一些高端的数码相机趋向于采用昂贵的CMOS APS传感器，从而改变了该技术只适用于低成本／低质量产品的观念。

DPS技术概念
DPS技术标志着图像技术的根本性突破。DPS技术基于斯坦福大学九十年代开发的图像捕捉和处理系统，它实现了惊人的色彩再现功能，并提高了动态范围，同时还不会牺牲低光性能，所以可以提供优质的图片。
DPS技术包括图像传感器像素范围内的模拟／数字转换器。ADC系统捕捉到光信号后，立刻将其转换为数字值，最大程度地减少了信号的衰减和干扰，且使用效果更好的噪音抑制方法。当信号被数字格式化后，就开始使用数字信号处理技术。
多采样技术通过采集信息，来获得最佳的图像质量和宽动态范围。捕捉到的单一帧中的每个像素都是独立的，并通过无损方式进行多次采样。图像系统决定采样的最佳时间，并在像素饱和前保存像素信息，但它不能长期保存额外的电荷。
图1中，浅色像素在T3时间保存，即达到100%饱和度之前的最新采样时间。深色像素累积电荷的速度慢得多，使用在T5采样和存储之前的额外时间。然后，每个像素捕捉到的信息值（强度、时间和噪音补偿）将同时进行处理和转换。此外，还有一些较有特色的技术可设置一次帧曝光的时间，并且在该时间对每个像素采样，使得图像可以达到曝光不足或曝光过度。
数字图像传感器和处理器具有双向实时交互功能，好像人的眼睛和大脑一样配合工作，如大脑指挥人眼睁大瞳孔，以接收更多的光线一样，数字图像处理器加载了新的算法。
由于每个像素都有自己的模拟数字转换器，并且独立捕捉和处理生成的信息，所以每个有效像素充当着自己的摄像机。曝光时间也被调整来满足独特的光线环境。DPS技术平台包含数十万个单个摄像机，并将它们结合在一起以提供高质量的视频帧或图片。

DPS技术优势
传感器的结构代表着高亮度显示的区域不会造成高光溢出或拖尾，所以，DPS技术不仅适用于低光或室外宽动态图像，而且适用于交通监视和牌照识别系统。
该系统还附带内嵌式ARM7微处理器，以及可从外部访问结构中包含的图像缓冲区，所以根据要实现的功能，可以选择多种功能部件和选件。
另外，系统的其他优势还包括：高质量的数字水平转动／拍摄角度／变焦、同步锁相和行锁定等，除此之外，还可以通过串行或并行接口连接外部控件，因此该平台具有更高的灵活性。

未来发展
随着图像技术不断向数字系统的迁移，Baxall公司的开发理念及其资深摄像机制造商的地位，决定了该公司将继续开发新一代的Hyper-D系列摄像机。
该类型摄像机具有的特点将完全改变普通摄像机的功能，采用了一些较先进技术的这类摄像机将使传统方法相形见绌。
用户熟悉该技术及其优势后，就会知道该平台具有的增强功能不仅能提供更好的图片，且会发现已不需要以前的必备功能，如逆光补偿和白峰反转等。
接收的摄像机总是会给传统的8位CCD摄像机带来某些问题，但DPS技术具有14位动态范围，能够轻松胜过WDR竞争者，而不会损失色彩再现，或者在位于明亮背光窗口位置的对象周围出现蓝雾。
目前的趋势是使摄像机具有更多的智能化，现已开发出面部识别、动作跟踪和警报处理等许多高级功能算法，只要了解该平台的整体灵活性和可编程性，就可以真正实现这些功能。