高动态范围图像处理定义新高度_专栏

Ambarella 先进的 HDR 图像处理算法，正在慢慢改变摄像头在复杂多变光照环境下处理图像的方式

在日常生活里，我们经常会遇到光线高反差的场景，如阳光下的阴影、夜晚明亮的灯光、车库门打开照进的阳光等。在这些场景中，感知和鉴别细节的能力取决于同时处理高亮部和暗部（高动态范围，以下简称 HDR）的图像处理能力，理论上听起来很简单。对人眼来说，通常都是这样处理图像的。

但是，与人眼相比，摄像头并不擅长 HDR 图像处理。在大多数情况下，人眼视觉在上述光线强烈对比条件下对图像亮度层级的敏感度大约是摄像头的十倍。这也是 HDR 图像处理成为摄像头设计开发关键技术的原因所在。HDR 图像处理是一套复杂而精细的技术，可用于提升图像的暗部并且同时压低亮部，从而显示丰富的动态范围，把隐藏在高亮和低照处的细节还原出来。如果没有好的 HDR 处理，图像中亮部就会因曝光过度而成为一片煞白，而暗部则会完全变成一片漆黑。在任何一种情况下，观看者都看不到完整的细节。

车库门打开，强烈的阳光迎面而来，这对大多数摄像头来说，是一个挑战。

十多年来，Ambarella 一直深耕细作自己的图像处理流程，HDR 图像处理算法是重中之重。随着时间的推移，我们在 HDR 图像处理领域里大部分技术进步已获得专业安防市场的充分认可，强光下的 HDR 也成为一种必需功能。先进的 HDR 图像处理技术已融入到我们曾开发使用过的每一个摄像头里，融入到我们产品服务的所有行业中，除了视频安防，还包括消费者行业（如运动相机和无人机的摄像头），以及汽车行业（如电子后视镜、行车记录仪、ADAS 设备等）。

为了进一步说明 HDR 图像处理的重要性，请来看一个家庭安防的例子—可视门铃摄像头。

可视门铃使用示例

住宅大门前端安装的视频监控系统，通常要求摄像头可以同时处理阴影和明亮光线并存的场景。

可视门铃一般安装在房屋前面的门廊或其他悬挂物上（如遮阳篷）。在一天中不同的时间段--或许一些非常重要的时间段里，门廊或遮阳篷的外边处于非常明亮的光线下，而所安装的门铃摄像头下方的区域则光线较暗。在这种情况下，高效的 HDR 处理变得至关重要，摄像头必须能够同时分辨出正前方（阴暗区域）和远处（明亮区域）的物体。例如，门铃摄像头必须能成功地“看清楚”来访者的面部特征，同时记录下背景或者后方的环境，所有相关的图像细节都不能遗漏。在类似场景中，Ambarella 的 HDR 图像处理解决方案处于行业领先地位。

Ambarella 的 HDR 图像处理的目标是同时显示亮部和暗部层次丰富的细节。

Ambarella 的 HDR 图像处理不仅适用于人眼视觉，还适用于机器视觉。

HDR 和机器视觉

越来越多的安防摄像头部署了机器视觉，以便执行人类无法执行的任务（由于位置或区域范围或规模等因素），还有一些情况下，肉眼完成任务的效率逊色于神经网络解决方案。例如，快速识别车辆车牌或型号、检测可疑行李或门禁系统尾随跟踪警报等任务。虽然机器视觉应用程序的要求与人眼视觉应用程序的要求有所不同，但在人工智能领域，HDR 图像处理的重要性也不会降低。因为机器视觉对图像的基本要求和人眼视觉保持一致：亮部和暗部的丰富细节丝毫不能遗漏。