دوربین های دارای قابلیت WDR
یا Wide Dynamic Range
عموما در سیستم های مداربسته، سیستمهای ویدیویی و بعضی کاربردهای خاص
در پزشکی استفاده می شوند.
در بحث استفاده از دوربینها در فضاهای داخلی
مشکلی که عمدتا پیش می آید، به اصطلاح ضد نور شدن (Backlighting) می باشد.
در این حالت هنگامیکه زاویه دید دوربین دو ناحیه
بسیار روشن و تاریک را در بر گیرد (مانند مواردی که دوربین رو به پنجره یا در ورودی
باشد)، تصویر سوژه تاریک و تصویر فضای بیرون بسیار روشن و نامشخص دیده می شود.
این موارد دوربین مدار بسته در فروشگاه ها یا رستوران ها که پنجره های شیشه ای
بزرگی دارند معمولتر است.
انواع WDR در دوربینهای مداربسته:
WDR
در صنعت دوربین های مداربسته به طور کلی به چهار نوع تقسیم می شود:
WDR
در این نوع از WDR
دوربین به دو CCD مجهز شده است که نسبت به شرایط نوری محیط یکی با
سرعت Exposure بالا و دیگری با سرعت پایین تصویر
برداری میکنند، بدین ترتیب دوربین با هر CCD
یکبار تصویر را اسکن میکند و در نهایت پردازشگر با ترکیب این دو تصویر
یک تصویر مناسب که بالانس نوری درستی از قسمتهای پر نور و تاریک تصویر دارد تولید می
کند.
این روش بسیار شبیه فرایند عکاسی HDR
است که با تلفیق دو یا چندین عکس از یک منظره خاص که با Exposure
های متفاوت گرفته شده اند تصویری تولید میکند که ناحیه های بسیار روشن
یا بسیار تاریک یک عکس را بوسیله عکسهای دیگر پوشش میدهد تا نهایتا تصویری یک دست حاصل
شود.
در WDR
واقعی برای مثال نصب دوربین مدار بسته یکبار با سرعت
۱/۶۰ ثانیه و بار دیگر با سرعت ۱/۱۲۰ ثانیه تصویر میگیرد و آتها را با هم تلفیق میکند
و تصویری با جزئیات بسیار بیشتر را تولید میکند.
L-WDR
این نوع از WDR
برای کاهش هزینه از یک CCD
استفاده می کند و نحوه کار آن به این شکل است که برای مثال اگر دوربین
امکان تصویر برداری تا ۳۰ فریم/ثانیه را داراست، در فریم های فرد با کاهش سرعت Exposure
و افزایش Gamma
وضوح نواحی تیره را افزایش میدهد و در فریم های زوج با افزایش سرعت Exposure
و کاهش Gammma
وضوح نواحی روشن تصویر را بهبود میبخشد. سپس با تلفیق این دو فریم پشت
سر هم تصویر بالانس شده را تولید میکند.
متاسفانه این روش باعث کاهش نرخ فریم دوربین
به نصف میشود و مثلا دوربینی که در حالت عادی ۳۰ فریم در ثانیه تصویر برداری میکند
درحالت L-WDR با نرخ ۱۵ فریم در ثانیه تصویر
برداری خواهد کرد. به همین خاطر است که نام Low-Frame WDR
برای این نوع از WDR
انتخاب شده است.
S-WDR
راه حل پیشرفته تر، ولی کمی گرانتر استفاده
از یک Dual Scan
CCD است. این نوع CCD
همزمان دو تصویر یکی با Exposure
بیشتر و یکی کمتر تهیه میکند و با احتساب زمان تلفیق حدودا ۱/۴ نرخ فریم
کمتر از Single
Scan CCD
ها صرف تهیه تصویر میکند و همین باعث میشود که نرخ فریم کلی فقط ۳/۴
حالت عادی باشد. اندکی بیشتر از L-WDR.
برای مثال دوربینی که در حالت عادی ۳۰ فریم
در ثانیه تصویر برداری میکند درحالت S-WDR
با نرخ ۲۲٫۵ فریم در ثانیه تصویر برداری خواهد کرد. که اندکی بیشتر از
L-WDR است.
D-WDR
D-WDR
در واقع دستکاری دیجیتالی تصویر دوربین است.
این روش تاثیر به مراتب کمتری از روشهای ذکر شده
در بالا دارد ولی با این حال کیفیت تصویر را تا حدی بهبود خواهد بخشید البته جزئیات
بیشتر در نواحی بسیار تیره یا روشن مشخص نخواهد
شد.
با این حال تولید کنندگان نمی توانند آن
را بطور کل مورد استفاده قرار ندهند زیرا برتری هایی نسبت به WDR
واقعی دارد از جمله اینکه نرخ فریم تصویر را کاهش نمی دهد و امکان استفاده
همزمان با خاصیت DIS
را داراست.
هر چهار نوع WDR
که در بالا به آنها اشاره شد برای بهبود کیفیت تصویر در مواردی که پدیده
Backlighting مانع از دستیابی به تصویر مورد
نظر ما میشود قابل استفاده هسند با این حال علاوه بر تکنولوژی WDR
قابلیت های دیگری از جمله BLC
نیز برای کاهش اثرات این پدیده وجود دارد.
Backlight Compensation با در نظر گرفتن شرایط نوری محیط
سرعت Exposure را بدون توجه به میزان نور موجود
در پس زمینه تغییر میدهد، تا تصویر بدست آمده از سوژه کاملا مشخص باشد، با این حال
ممکن است پس زمینه بسیار روشن یا تاریک شود.