HDR技術(shù)的效果堪稱震撼人心，而以上就是一組HDR成像技術(shù)的對比圖，可以更直觀的讓您感受HDR技術(shù)的價值。
    問題來了，為什么工業(yè)相機的芯片不能直接取得類似HDR的良好成像效果，而必須通過軟件校正來實現(xiàn)呢？今天維視圖像（Microvision）就為您具體分析下影響成像效果的因素：動態(tài)范圍。
    動態(tài)范圍指場景中的亮度范圍或膠片、CCD、CMOS等感光材料的感光范圍，對于膠片和感光元件來說，動態(tài)范圍表示圖像中所包含的從“最暗”至“最亮”的范圍。動態(tài)范圍越大，所能表現(xiàn)的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。那么，當拍攝場景的動態(tài)范圍超過相機的動態(tài)范圍時，會出現(xiàn)什么情況呢？
    工業(yè)相機的感光元件是由數(shù)以百萬個像素組成的，這些像素在像素曝光的過程中吸收光子，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，然后成像。這個過程就像我們拿數(shù)百萬個水桶到戶外收集雨水。感光區(qū)域越光亮，收集的光子量自然越多。感光元件曝光后，按照每個像素收集的光子量不同，賦予它們不連續(xù)的值，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。沒有吸收光子和吸收光子至滿載的像素值分別顯示為"0"和"255"（以8位圖像為例），即代表純黑色和純白色。
    一旦這些像素滿載，光子便會溢出，溢出會導致信息（細節(jié)）損失。以紅色為例，高光溢出使?jié)M載紅色的像素附近的其它象素的值都變成255，但其實它們的真實值并沒有達到255。換句話說，畫面的細節(jié)發(fā)生了損失，這樣會造成高光部分的信息缺失。如果我們以減少曝光時間來防止高光溢出，很多用來描述昏暗環(huán)境的像素則沒有足夠的時間接收光子量，得出的像素值為0，這樣就會導致昏暗部分的信息缺失。
    真實世界場景的動態(tài)范圍能夠達到1014個數(shù)量級，人類視覺系統(tǒng)（HVS）能夠感知到105個數(shù)量級的動態(tài)范圍，并且通過人類視覺系統(tǒng)自適應機制的調(diào)整能夠感知到109個數(shù)量級的動態(tài)范圍。但是目前的數(shù)字圖像獲取設備和顯示設備的動態(tài)范圍卻相對有限，僅僅有102~103個數(shù)量級。這就是為什么目前的工業(yè)相機不能直接拍攝出HDR效果的圖片，而HDR技術(shù)能夠深入發(fā)展和應用。
那么，怎樣提高工業(yè)相機在實際拍攝過程中的動態(tài)范圍呢？
    1、采用大尺寸CCD靶面。通過上面的說明，我們現(xiàn)在就可以理解為什么采用大尺寸感光元件的數(shù)相機會擁有更大的動態(tài)范圍。原因很簡單：數(shù)碼單反的感光元件尺寸一般是消費級數(shù)碼相機的4～10倍，允許承載更多的像素而不至于縮小像點之間的距離，而產(chǎn)生噪點。更多的像素不會很快被“填滿”，因此表現(xiàn)昏暗環(huán)境的像素在表現(xiàn)光亮環(huán)境的像素“滿載”之前，有更多時間吸收光子，從而畫面細節(jié)便會更加豐富。因此，在工業(yè)檢測中，我們傾向于采用更大幅面的相機。
    2、對傳感器做曝光設置，弱光時自動采用長時間曝光，強光時自動采用短時間曝光。這一方法會導致圖片中對應的物體灰度值比例發(fā)生變化，用來做圖像處理的話不能夠真實的得到原場景的有效信息，因此該方法不能用在工業(yè)相機上，這也是大部分工業(yè)相機沒有民用相機的動態(tài)范圍高的原因。獲取更多相關(guān)信息,敬請登陸:中國機器視覺商城 www.china-vision.com.cn 咨詢熱線：4000-400-816。