在一些明暗反差過(guò)大的場(chǎng)合，一般的攝像機(jī)由于CCD的感光特性所限制，攝取的圖像往往出現(xiàn)背景過(guò)亮或前景太暗的情況。針對(duì)這種情況，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，較好地解決了這一問(wèn)題。而在此之前，傳統(tǒng)的攝像機(jī)一般會(huì)采取背光補(bǔ)償功能來(lái)適應(yīng)光線反差大的場(chǎng)合。
常規(guī)攝像機(jī)視場(chǎng)中的物體在亮度較高的背景光時(shí)，需要看門口或窗外的物體，通常采用中央背光補(bǔ)償(BLC)模式，它主要是靠提升視場(chǎng)中央部分的亮度、降低視場(chǎng)四周部分的亮度來(lái)達(dá)到看清位于中央位置內(nèi)物體的目的。
背光補(bǔ)償，也稱為逆光補(bǔ)償，是把畫(huà)面分成幾個(gè)不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域分別曝光。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，視場(chǎng)中可能包含一個(gè)很亮的區(qū)域，而被包含的主體則處于亮場(chǎng)的包圍之中，畫(huà)面一片昏暗，無(wú)層次。此時(shí)由于AGC檢測(cè)到的信號(hào)電平并不低，因此放大器的增益很低，不能改進(jìn)畫(huà)面主體的明暗度，當(dāng)引入逆光補(bǔ)償時(shí)，攝像機(jī)僅對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)求此區(qū)域的平均信號(hào)電平來(lái)確定AGC電路的工作點(diǎn)。由于子區(qū)域的平均電平很低，AGC放大器會(huì)有較高的增益，使輸出信號(hào)的幅值提高，從而使監(jiān)視器上的主體畫(huà)明朗，大大降低背景畫(huà)面與主體畫(huà)面的主觀亮度差，整個(gè)視場(chǎng)的可視性得到改善.逆光補(bǔ)償雖然改善了拍攝主體的亮度，但是圖像質(zhì)量或多或少會(huì)劣化下降。
而寬動(dòng)態(tài)這一技術(shù)是同一時(shí)間曝光兩次，一次快，一次慢，再進(jìn)行合成使得能夠同時(shí)看清畫(huà)面上亮與暗的物體。雖然二者都是為了克服在強(qiáng)背光環(huán)境條件下，看清目標(biāo)而采取的措施，但背光補(bǔ)償是以犧牲畫(huà)面的對(duì)比度為代價(jià)的，所以從某種意義上說(shuō)，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是背光補(bǔ)償?shù)纳?jí)。
因?yàn)樘烊还饩€的排列是從120000Lux到星光夜里的0.00035Lux，室內(nèi)照度為100Lux，而外面風(fēng)景的照度可能是10000Lux，因此當(dāng)攝像機(jī)從室內(nèi)看窗戶外面，兩者對(duì)比就是10000/100=100∶1。這個(gè)對(duì)比人眼能很輕易地看到，由于人眼能處理1000∶1的對(duì)比度，但傳統(tǒng)的安防監(jiān)控攝像機(jī)" title="監(jiān)控?cái)z像機(jī)" target="_blank">監(jiān)控?cái)z像機(jī)則不行，它只有3∶1的對(duì)比機(jī)能。
因此，在泛起明暗反差較大或逆光的場(chǎng)景應(yīng)用安防監(jiān)控?cái)z像機(jī)時(shí)，會(huì)使整個(gè)圖像中明亮的區(qū)域曝光過(guò)度、較暗的區(qū)域曝光不足，而看不清圖像最亮與最暗部門。如在銀行儲(chǔ)蓄所、重要場(chǎng)所出進(jìn)口等。由于從窗外射入的強(qiáng)光和從天花板上的熒光燈照射的柔和光線都可能對(duì)當(dāng)時(shí)室內(nèi)外景象的捕捉造成難題，不能同時(shí)將反差很大的室內(nèi)外場(chǎng)景清楚地拍攝下來(lái)。
其所拍攝圖像會(huì)泛起背景過(guò)亮遠(yuǎn)景過(guò)暗，或背景清楚遠(yuǎn)景過(guò)暗及遠(yuǎn)景適合背景過(guò)亮的情況。最早的解決方法，一般會(huì)采用背光補(bǔ)償技術(shù)或在室內(nèi)外架設(shè)兩臺(tái)攝像機(jī)來(lái)適應(yīng)較大的光線反差，但效果不理想。擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生，即現(xiàn)今所說(shuō)的寬動(dòng)態(tài)WDR技術(shù)。
寬動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)方式以“倍數(shù)”或“dB”來(lái)表示，在以100IRE為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，換算公式：N dB=20log(V2/V1)。普通攝像機(jī)(稱V1)的寬動(dòng)態(tài)值為10dB ,如寬動(dòng)態(tài)為48 dB ，與普通攝像機(jī)之間的差為38 dB，V2/V1=80，說(shuō)明與普通攝像機(jī)寬動(dòng)態(tài)差為80倍，松下第三代寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)是54 dB，V2/V1=160倍。池上ISD-A10攝像機(jī)典型動(dòng)態(tài)范圍95 dB，V2/V1=17782倍，最大寬動(dòng)態(tài)范圍120dB，V2/V1=316227倍。從“倍數(shù)”上看，采用Pixim DPS技術(shù)的攝像機(jī)，寬動(dòng)態(tài)范圍要比CCD寬動(dòng)態(tài)范圍有極大的提高。
寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)攝像機(jī)的最低照度是指當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)幅值下降為標(biāo)準(zhǔn)幅值700mV的50%--33%(視頻標(biāo)稱值為1V，標(biāo)準(zhǔn)值為700mV)：另一種最低照度為CCD上的光照度,也即是CCD的感光度。CCD的光照度值遠(yuǎn)低于攝像機(jī)的最低照度值，很多不法商人就將CCD的最低照度值標(biāo)稱為攝像機(jī)的最低照度值，以蒙騙不知情者，這一點(diǎn)尤其體現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的一些OEM產(chǎn)品以及一些雜牌、低端攝像機(jī)產(chǎn)品上。
CCD寬動(dòng)態(tài)技術(shù)是采用特殊DSP電路，對(duì)明亮區(qū)域進(jìn)行最合適的快門速度曝光，其后再對(duì)暗的部門用最合適的快門速度曝光，然后將兩個(gè)圖像進(jìn)行DSP處理重新組合，使明亮的部門和黑暗的部門皆可看清。這種160倍動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)雖具有大的寬動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)圖像灰度的優(yōu)化等長(zhǎng)處，但其對(duì)DSP機(jī)能要求很高。目前，因?yàn)镃CD的特性限制，即便采用多次曝光取樣方式，攝像機(jī)的寬動(dòng)態(tài)范圍也只能到66dB。
顯然，因?yàn)镃CD的感光特性限制，在技術(shù)上很難再有重大突破，而CMOS攝像機(jī)因?yàn)槠鋱D像傳感器本身的優(yōu)異機(jī)能，或有凸起的表現(xiàn)。如一般的線性輸出模式的動(dòng)態(tài)范圍就可達(dá)40~60dB;
因此可預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)屬于寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，而寬動(dòng)態(tài)技術(shù)則屬于CMOS。