機器視覺之動態(tài)范圍簡介

在機器視覺系統(tǒng)中，反映每一個像元灰度質(zhì)量的指標是動態(tài)范圍，動態(tài)范圍和空間分辨率是機器視覺系統(tǒng)的二個主要指標。

動態(tài)范圍（Dynamic Range），最早是信號系統(tǒng)的概念，一個信號系統(tǒng)的動態(tài)范圍被定義成最大不失真電平和噪聲電平的差。而在實際用途中，多用對數(shù)和比值來表示一個信號系統(tǒng)的動態(tài)范圍，對于底片掃描儀來說，動態(tài)范圍是指掃描儀能記錄原稿的色調(diào)范圍，即原稿最暗點的密度（Dmax）和最亮處密度值(Dmin)的差值。而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。

灰度的動態(tài)范圍在攝像機中的模擬視頻部分用信號/噪音比（Signal to Noise Ratio），SNR表示；而在攝像機或采集卡的A/D轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字視頻量是用比特（bits）位數(shù)n表示。

在實際中，一幅圖像會同時具有最亮和最暗的區(qū)域，它們之間的差距可能是十分巨大的，機器視覺系統(tǒng)所采集的圖像應盡可能地反映出這種灰度的巨大變化范圍。

此外，在現(xiàn)實世界中圖像灰度的微小變化，可能就是機器視覺系統(tǒng)要區(qū)別的目標和背景的界限，所以機器視覺系統(tǒng)也應盡可能地將圖像中灰度的細微變化反映出來。

動態(tài)范圍主要取決于攝像機的性能，CCD的動態(tài)范圍、靈敏度和信噪比是互相影響的三個指標，它們從三個不同的角度來反映CCD攝像機的灰度性能。