主頁（http://m.by236.com）：DPS VS.CCD 誰與爭鋒(2) 為了讓CMOS圖像傳感器技術發揮更加卓越的性能，國內也有一批研發隊伍。如復旦大學、浙江大學、西安電子科技大學、國防科技大學等院所，部分廠商也開展了CMOS圖像傳感器的設計、研制和應用開發等工作。 作為新興的感光器件，在經過多年的探索后開始成熟，未來CCD將與CMOS并存一段時間，除非CCD在工藝上和性能上能夠有較大幅度的提高，否則，筆者個人認為，其終將被CMOS器件取代，就象當年攝像管被CCD取代一樣。 越來越多的攝像機制造商開始發展DPS技術的攝像機 DPS技術稱之為數字像素處理系統（Digital Pixel System），與CCD不同，DPS是純數字的圖像拾取和處理系統。在當今如火如荼的數字化進程中，視頻監控領域也勢不可擋地從模擬向數字化發展，同樣，在監控的前端，DPS技術的出現和應用，也使傳統的模擬攝像機進入到了一個數字化的時代，實現了從模擬到數字的產品交替。 從目前看，DPS技術存在著明顯的優勢： 其一，傳輸時間短。CCD攝像機在圖像的采集、處理和輸出過程中需要經過多次的信號轉換，存在傳輸時間長，轉換噪聲大，視頻信號衰減等缺陷。而DPS攝像機包含一組數字的圖像傳感器和數字的圖像處理器。其核心技術是在數字圖像傳感器的每一個像素上集成了一個模擬數字轉換器（ADC），每個數字圖像傳感器的ADC在捕捉到光信號時直接轉換為數字信號，從傳感器到輸出的過程中，單幀圖像獲取時間僅需0.8毫秒，最大限度地減少了無效的轉換，降低了噪音和衰減。 其二，CCD攝像機在采集一幅圖像的過程中通常只對整個圖像采樣1次，獲取的圖像會出現不同程度明亮的區域曝光過度、較暗的區域欠曝光的現象。采用DPS技術的攝像機在采集一幅圖像時，系統可對每個像素進行多次單獨無損失采樣，成像系統控制每個像素的最佳采樣時間，在每個像素達到最佳狀態時存儲像素信息，最終可同時獲取場景中明亮及陰暗區域詳細的圖像信息。 其三，模擬人眼與大腦，圖像傳感器和圖像處理器具有雙向實時互動性。DPS攝像機在圖像的攝取和處理過程類似于人眼和大腦的關系，負責圖像的處理和運算的同時，不斷向圖像傳感器下達指令，不僅調整曝光時間而且改變實際的圖像捕捉算法。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，更寬的動態范圍和更真實的色彩再現。采用DPS技術的攝像機，通過其特有的數字采樣和數字處理，得到比CCD攝像機更寬的動態范圍（CCD的動態范圍最大為60dB，DPS可達到120dB），更加接近真實場景的色彩還原。在單一圖像中曝光達數十萬像素，即使在最苛刻的光照條件下，也可捕捉到清晰、逼真的圖像，再也不會因為陰影、眩光、反射和太陽光而使圖像發暗或被破壞。 其五，DPS攝像機內嵌強大軟件平臺，NTSC/PAL制式兼容，DPS攝像機打破了傳統的地域界限；線纜補償、線鎖調整、更寬的白平衡范圍，使原本復雜的使用、調整、偏色等問題變得迎刃而解；內嵌軟件可在前端攝像機上實現諸如視頻移動偵測、區域放大、報警的輸入輸出等功能，通過前端的采樣和處理，可大大減少后端設備由于干擾和信號傳輸衰減等而產生的誤動作；遠程攝像機的設置調整及數字變焦功能也使應用變得簡單；同樣數字化的信號輸出直接提供給高清顯示設備或編碼壓縮芯片，減少信號轉換過程的衰減，得到更加真實的圖像。 隨著DPS技術的發展，越來越多的資深攝像機制造商開始發展DPS技術的攝像機，這包括一些業界知名企業如Pelco、GE、BAXALL、JVC、Honeywell、Sunell景陽。基于DPS技術的平臺可以提供更廣泛、更智能化的應用，使原本復雜的系統變得簡單有效，通過攝像機軟件的開發和應用，就可實現包括門禁監控、面部識別、動作跟蹤、智能交通、IP攝像機等的系統集成。隨著成像技術向全數字系統的轉變，DPS技術勢必為高質量的視頻監控解決方案奠定了圖像捕捉和處理的堅實基礎。 DPS在特殊應用方面占有一席之地 近年來，攝像機的技術獲得了飛快的發展，特別在監控領域中，隨著人們對視頻質量的更高要求，一些突破傳統技術的新技術也呼之而出。基于美國PIXIM 公司的DPS專利技術的圖像傳感器，采用革命性的設計理念，將先進的微處理技術與影像處理技術加以結合，傳感器內部集成了32位的Arm7 控制核心，精確控制每一個像素點的曝光時間，使畫面可以達到突破性的95db 動態范圍。 DPS圖像傳感器一經推出，就立即引起各大攝像機制造商的注意，并相繼推出基于DPS技術的多款攝像機產品，如BAXALL的Hyper-D系列、GE的Ultraview、Honeywell 的HCCWD484、臺灣慧友公司的EQ600 WDII系列。這些攝像機因其出色的動態范圍和不錯的圖像畫質，被廣泛用在道路交通監控、車輛監控和車牌識別、影像識別和自動追蹤等領域。 但從目前來看，與傳統CCD傳感器件相比，DPS除了表現出其優秀的動態范圍，以及在極限光線條件下能獲取穩定清晰的圖像等明顯優勢外，某些方面還需要去改良，例如靈敏度、畫質等方面。另外，現階段CCD還有它本身的一些優勢。 首先，CCD技術發展歷史悠久，已形成了一套完整的理論和先進成熟的制造工藝，以及各式各樣的產品和應用，各大廠商如Sony、三星、松下、SHARP的持續投入和開發，使得CCD傳感器的畫質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的寬動態攝像機技術也在以往的基礎上進行了很大改善，如松下和三星公司的產品。 其次，近年來CCD的技術發展也較快，有些功能也在不斷提高。因消費類電子產品數碼相機的迅速普及，導致各大廠商不斷推出600萬、700萬、800萬甚至1000萬像素的CCD產品，以及高集成度、多功能、高性能的影像處理DSP芯片，這些也推動了安防用攝像機的發展，有些先進技術被應用于監控攝像機，如SONY早期用于攝錄一體機的SS-1M系統。 綜上所述，DPS技術作為一項新興的圖像傳感技術，在獲得傳統CCD無法達到的寬動態以及極限環境情況下的良好圖像外，可能在一些特殊應用方面，如車牌識別、模式識別等，能占一席之地。但現階段，CCD傳感器件憑借其不錯的攝像品質和高速發展的技術和工藝水平將會繼續是傳統攝像機、消費用數碼像機以及娛樂用DV的首選。 某些方面，DPS技術已經遠遠優于CCD技術 據筆者了解，所謂“DPS數字圖像傳感和處理系統”是一種純數字化的圖像拾取系統，它包含兩個方面：圖像傳感器和圖像處理器。DPS的核心技術是在每一個拾取的像素上都包含一個ADC（analongtodigited數模轉換器），在捕捉到光信號時，直接將其放大并轉換為數字信號，最大限度地減小了模擬信號傳輸操作所產生的噪聲。 (中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮) |
