為了滿足圖像系統(tǒng)越來越廣泛的要求，無論是個人的還是專業(yè)的應(yīng)用，科研還是工業(yè)的，都對圖像質(zhì)量提出了越來越高的要求。

    *，動態(tài)范圍是提高圖像質(zhì)量zui重要的指標(biāo)。近兩年CCD和CMOS芯片在提高動態(tài)范圍上都獲得了很大的進(jìn)步，例如CCD利用類似于雪崩二極管的撞擊（impationigation）現(xiàn)象，產(chǎn)生電子倍增效果（electron multiplication）,開發(fā)出靈敏*的攝像機(jī)，甚至于靈敏到可以對每個光子進(jìn)行記數(shù)；而CMOS則開發(fā)出了一種稱作HDRC（High Dynamic Range）的技術(shù)，利用具有雙斜率的對數(shù)靈敏度響應(yīng)曲線，大大增加了攝像機(jī)的對比度，拓寬了CMOS的動態(tài)范圍，其典型實(shí)例如下圖所示。

    用HDRC拓寬動態(tài)范圍的示例
 

    從圖中可以看出，當(dāng)景物中的亮度反差很大時，普通攝像機(jī)只能單獨(dú)地清晰反映出室外亮的景物的灰度層次，或者室內(nèi)暗的景物的灰度層次，而不能同時在一幅圖像內(nèi)反映出亮和暗二個區(qū)域的灰度層次。采用HDRC技術(shù)，雙斜率對數(shù)曲線使這二個區(qū)域的灰度層次同時出現(xiàn)在一幅圖像中。

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    下圖展示了一些圖像傳感器的動態(tài)范圍，圖中的X方向是光子數(shù)， 每一種攝像機(jī)水平線的左端，代表了它的zui小可檢出的光子數(shù)，即靈敏度，而右端代表了zui大未飽和的光子數(shù)，即滿勢阱容量。

    不同圖像傳感器的動態(tài)范圍
 

    圖中藍(lán)的橫線是三種CMOS攝像機(jī)的動態(tài)范圍，三條黃線和二條黑線是CCD的動態(tài)范圍，其中三條黃線中的上面二條使用了電子倍增技術(shù)（emCCD）。從圖中可以看出，CCD的靈敏度普遍比CMOS高，使用了em技術(shù)的CCD97已經(jīng)靈敏到幾乎可以對單個光子進(jìn)行計(jì)數(shù)的能力；同時CCD的動態(tài)范圍也比CMOS的要好一些，但是HDRC CMOS的動態(tài)范圍則大大地提高了，它可以檢出zui暗到0.001 Lux的光照輸入，在zui亮到500，00 Lux的強(qiáng)陽光下的光照下，圖像尚未飽和，動態(tài)范圍高達(dá)500×106 :1的170db。