物聯(lián)網(wǎng)潮流驅(qū)使下 圖像捕捉技術(shù)如何改革

物聯(lián)網(wǎng)在如今發(fā)展的速度驚人，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的展望也非常美好。而在實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中，基礎(chǔ)的技術(shù)是不可缺少的。比如。圖像捕捉和感應(yīng)技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入到實(shí)踐之中，對(duì)技術(shù)的要求也體現(xiàn)出來(lái)。

Rambus公司高級(jí)副總裁兼首席營(yíng)銷(xiāo)官JeromeNadel談道：“對(duì)于未來(lái)的系統(tǒng)而言，功率、性能和安全性是非常重要的。一個(gè)有效的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將有必要集成各類(lèi)高效的解決方案來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)捕捉、確保數(shù)據(jù)安全并進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。”成像技術(shù)和感應(yīng)技術(shù)正在變革之中。

二進(jìn)制像素成像技術(shù)：計(jì)算成像的革命

傳統(tǒng)的數(shù)碼成像結(jié)構(gòu)，仍是光學(xué)功能概念，利用透鏡與傳感器捕捉圖像，將其轉(zhuǎn)換為需要的數(shù)碼格式。

而一種新的被命名為“二進(jìn)制像素成像系統(tǒng)”中，是通過(guò)感光光子，對(duì)暗光到亮光的全光譜光纖進(jìn)行感光，隨后經(jīng)過(guò)“空間過(guò)采樣”，對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行分割，用來(lái)捕捉更多數(shù)據(jù)同時(shí)擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，并在一次曝光中進(jìn)行多次采樣，顯著提高移動(dòng)終端以及消費(fèi)電子設(shè)備的成像質(zhì)量的。JeromeNadel稱(chēng)，目前，二進(jìn)制像素概念驗(yàn)證測(cè)試芯片已出爐，通過(guò)二進(jìn)制像素圖片與現(xiàn)有移動(dòng)設(shè)備成像圖片的對(duì)比，基于Rambus軟件原型產(chǎn)品平臺(tái)的全成像二進(jìn)制像素圖片在成像效果上已有諸多優(yōu)勢(shì)。

無(wú)透鏡智能感應(yīng)器：圖像感應(yīng)新方法

物聯(lián)網(wǎng)中隨處都會(huì)用到圖像捕捉與感應(yīng)，在新技術(shù)的推動(dòng)下，用數(shù)據(jù)處理代替此前的光學(xué)功能（透鏡、自動(dòng)對(duì)焦、濾波等）已不是不可能。JeromeNadel介紹，新一代無(wú)透鏡成像設(shè)備（微型）和智能感應(yīng)器就是在這樣的需求下誕生的，可以為低內(nèi)存占用設(shè)備提供更低的能耗、更高的準(zhǔn)確度，可用于很寬的光譜波段，用于（圖像和視頻監(jiān)控設(shè)備）智能感應(yīng)器和陣列，能夠?qū)?dòng)作、光線流動(dòng)、物體以及其他特征進(jìn)行偵測(cè)。

視頻監(jiān)控中的圖像捕捉技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展畢竟還在初級(jí)階段，對(duì)其圖像捕捉技術(shù)和感應(yīng)技術(shù)也多是從其它應(yīng)用中引用而來(lái)，比如視頻監(jiān)控中的圖像捕捉技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中就能拿來(lái)應(yīng)用。在監(jiān)控中的圖像捕捉技術(shù)，主要是捕捉寬動(dòng)態(tài)和低照度兩種

寬動(dòng)態(tài)是應(yīng)對(duì)強(qiáng)逆光監(jiān)控的一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)，大部分監(jiān)控?cái)z像機(jī)寬動(dòng)態(tài)功能和強(qiáng)光抑制功能是不同的。而據(jù)業(yè)內(nèi)人士所說(shuō)，運(yùn)用了寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)后，就能達(dá)到很好的效果，即能同時(shí)兼顧到明亮和昏暗的區(qū)域，都可以看清。在IP高清時(shí)代，寬動(dòng)態(tài)監(jiān)控是必然趨勢(shì)。

從細(xì)節(jié)上來(lái)說(shuō)，傳感器和數(shù)字信號(hào)處理是低照度攝像機(jī)的兩大技術(shù)，起初索尼推出的"Effio-E"方案采用SONY最先進(jìn)的CCD，配合最先進(jìn)的SS-4數(shù)字處理技術(shù)，可提供高解析畫(huà)質(zhì)、高信噪比和高色彩重現(xiàn)能力。低照度技術(shù)是測(cè)量攝影機(jī)感光度的一種方法，以一種特殊的方式對(duì)監(jiān)控?cái)z像機(jī)進(jìn)行補(bǔ)光監(jiān)控。

道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)大多支持低照度監(jiān)控，有些監(jiān)控?cái)z像機(jī)依靠紅外燈，有些則通過(guò)彩轉(zhuǎn)黑技術(shù)。說(shuō)到彩轉(zhuǎn)黑模式，其實(shí)這也是低照度攝像機(jī)非常重要的一個(gè)功能?；诤诎仔Ч炔噬Ч诘驼斩拳h(huán)境下成像更清晰的特點(diǎn)，在有限的配置下獲得更加清晰的夜視圖像。

CCD與CMOS寬動(dòng)態(tài)應(yīng)用

在數(shù)字降噪技術(shù)中，同樣涉及到了低照度技術(shù)。DSP對(duì)噪點(diǎn)的處理在提升低照攝像機(jī)畫(huà)面質(zhì)量上其關(guān)鍵作用，3D數(shù)字降噪在處理靜態(tài)畫(huà)面時(shí)可以得到更清晰、更細(xì)膩的畫(huà)質(zhì)，對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)畫(huà)質(zhì)進(jìn)行分層處理，而后統(tǒng)一整合成一張圖像。

對(duì)于寬動(dòng)態(tài)技術(shù)來(lái)說(shuō)，傳感器也是其決定性因素。在CCD設(shè)備的寬動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)中，通常采用的是CCD與DSP配合的處理方式，而在CMOS傳感器中，DPS數(shù)字像素處理系統(tǒng)，是每一個(gè)像素單獨(dú)曝光和ARM7控制技術(shù)，其可獲取的動(dòng)態(tài)數(shù)值范圍更大。

600線監(jiān)控?cái)z像機(jī)面板

在數(shù)字圖像傳感器里每一個(gè)像素中都使用了一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將捕捉到的光信號(hào)直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，從而最大程度地降低了信號(hào)在排列中的衰減和干擾。目前高端監(jiān)控?cái)z像機(jī)大多還是采用CMOS傳感器，這也預(yù)示著未來(lái)CMOS與DPS寬動(dòng)態(tài)形式有著更加廣闊的發(fā)展空間。

當(dāng)然，低照度和寬動(dòng)態(tài)這兩種技術(shù)在圖像捕捉的技術(shù)上還是有很多的缺陷的，物聯(lián)網(wǎng)需要的也應(yīng)該是更高靈敏度的感應(yīng)捕捉技術(shù)。但是作為兩種已在實(shí)踐的技術(shù)，還是有參考價(jià)值的。