1. 定义与计算方式

在安防监控领域，120dB宽动态范围表示摄像机能识别的最亮部分与最暗部分的照度比值为1,000,000:1（10^6:1）。其计算公式为：
dB = 20log(最亮部分照度[lx]/最暗部分照度[lx])
当照度比为10^6:1时，计算结果为20×6=120dB。这一范围接近人类视觉系统的动态范围（约120dB），使摄像机能够在高对比度场景中同时呈现亮部和暗部细节。

2. 技术实现与分类

（1）WDR与HDR技术对比

（2）主流实现技术

1. 数字宽动态（dWDR）：通过ISP算法对单帧图像进行动态范围扩展，成本低但效果有限，动态范围通常≤100dB。

2. 光学宽动态（True WDR）：

   • 双曝光技术：对同一场景进行短曝光（捕捉亮部）和长曝光（捕捉暗部），通过DSP合成
   • 索尼DOL-HDR：每个像素独立曝光控制，动态范围可达130dB
   • 像素级AD转换：如Pixim DPS技术，动态范围可达120dB以上

3. 应用场景与优势

（1）典型应用场景

• 逆光环境：如银行ATM机、酒店大堂出入口、停车场出入口
• 强光对比场景：如玻璃幕墙建筑、隧道出入口、日光直射区域
• 复杂光环境：如商场橱窗、交通路口、室内外结合区域

（2）核心优势

1. 细节保留：同时呈现强光区域（如窗户反光）和阴影区域（如室内角落）的细节
2. 色彩还原：避免传统摄像机的色偏和过曝问题，真实还原场景色彩
3. 全天候监控：从日出到黄昏的光线变化中保持稳定成像质量

4. 与相关技术的区别

（1）与背光补偿的差异

• 背光补偿：仅提升前景亮度，导致背景过曝
• 宽动态：通过算法平衡全局亮度，同时保留前景和背景细节

（2）与强光抑制的差异

• 强光抑制：仅压制高亮区域（如车灯），可能丢失光源细节
• 宽动态：智能分配曝光，保留光源纹理（如灯丝结构）

5. 选型与测试标准

（1）关键参数

• 动态范围：实测值应≥110dB（标注120dB）
• 最低照度：彩色≤0.01Lux@F1.2，黑白≤0.001Lux
• 信噪比：≥52dB，确保暗部噪点控制
• 处理延迟：≤30ms，避免动态场景拖影

（2）测试方法

1. 灰阶测试卡：在逆光环境下检查18级灰阶的分辨能力
2. 实景测试：同时拍摄窗外强光和室内暗部，检查文字清晰度
3. 动态测试：拍摄移动物体，观察是否存在彩色拖影

6. 技术发展趋势

（1）硬件创新

• 堆叠式CMOS：如索尼STARVIS 2技术，动态范围突破140dB
• 全局快门：解决卷帘快门导致的动态失真
• 智能像素：每个像素独立曝光控制，实现单次高动态成像

（2）算法优化

• AI场景识别：自动切换宽动态模式
• 多帧融合HDR：结合WDR的实时性和HDR的细节表现
• 降噪技术：如3D+2D混合降噪，提升低照度下的动态范围

七、120dB动态范围在不同领域的对比