動態范圍的概念
動態范圍zui早是信號系統的概念，一個信號系統的動態范圍被定義成zui大不失真電平和噪聲電平的差。而在實際用途中，多用對數和比值來表示一個信號系統的動態范圍，比如在音頻工程中，一個放大器的動態范圍可以表示為：D=log（Power_max/Power_min）×10。
數字像機也可看作一個信號系統，所以動態范圍可分為兩個部分，即光學動態范圍和輸出動態范圍。
光學動態范圍
當在強光源（日光、燈具或反光等）照射下的高亮度區域及陰影、逆光等相對亮度較低的區域在圖像中同時存在時，攝像機輸出的圖像會出現明亮區域因曝光過度顯現為白色，而晦暗區域因曝光不足成為黑色。可見，攝像機在同一場景中對zui亮區域及較暗區域的表現是存在著局限的，這種局限我們通常稱為光線的“動態范圍”。其廣義是指攝像機對拍攝場景中景物光照反應的適應能力，主要是亮度差和色溫反差的適應范圍。
光學動態范圍（DR_Optical）=飽和曝光量/噪聲曝光量（暗電流）。
數字相機的光學動態范圍主要是由圖像傳感器決定的。其中飽和曝光量指的是圖像傳感器達到zui大的飽和容量時的曝光量，即無論再怎樣增加曝光也無法接受更多的電子了。噪聲曝光量相當于在全黑環境時圖像傳感器僅僅有本身暗電流時的曝光量。圖像傳感器的動態范圍定義公式如下：動態范圍（db）=20*log（全電荷容量/暗電流容量）圖像傳感器的動態范圍定義的是傳感器件zui大蓄積電荷和zui小噪聲電荷的倍數關系。而攝像機的（光學）動態范圍指的是其傳感器達到這兩種狀態下對應的曝光量的倍數關系。
輸出動態圍
目前市場上使用的攝像機內都含有DSP（數字信號處理系統）。攝像機的圖像是以數字的形式再通過D/A轉換成模擬后輸出，所以輸出動態范圍主要由A/D位數決定。位數是決定數字圖像系統的一個重要指標，對于一個數字圖像系統，信息的存儲zui終是以數字的方式來進行。所以該系統中必定有一個模擬/數字轉換器（A/DConverter）。而A/D轉換器的一個重要指標就是A/D的位數。
對于3位2進制來說，可以表達的zui大值是2的3次方即8。8位2進制可以表達的數值范圍是0-255，16位的范圍是0-65535等。
那么什么是A/D轉換器的動態范圍呢？對于一個8位的A/D，它可以記錄的zui小信號是1，zui大信號是255，那么它的動態范圍就是log（255/1）=2.4。這個值顯然是不大的。但是注意不要把8位的A/D和8位的色深搞混了。在彩色系統里一共有3個通道，這里的8位指的是每個通道的位數。對于彩色來講就是24位，也就是我們常說的真彩色。
實際上對于8位的JPG文件來說，能表達的亮度信息也就是這么多。這就是數字和模擬系統的不同之處。但實際上為了保留更大的余量和采用更好的輸出方法，基本上各個廠商都采用14bit甚至16bit的A/D轉換器。
對于數字系統，位數和動態范圍的對應關系，可以說A/D轉換器的動態范圍對于圖像成像的色彩至關重要，A/D轉換器的動態范圍越大，對于圖像來說更加能夠反映所攝物體的自然色。
多種寬動態技術齊放光彩
1997年松下推出基于其SD技術的*代超動態技術攝像機，到今天為止，寬動態技術已發展到第三代。各大主要攝像機生產商也都相應推出了帶有超寬動態技術的攝像機。雖然在實現寬動態上各家的做法方式多種多樣，但CCD實現寬動態的道理基本一致。這一類型的攝像機采用了的DSP電路，首先對明亮的被攝物體用的快門速度進行曝光，然后，再對暗的被攝物體用的快門速度進行曝光，zui后將這兩個圖像用DSP數字信號處理，將捕捉到的兩幅圖像重新組和在一張可視圖像上。擴大了可能處理的動態范圍，使得明亮的被攝物體和暗的被攝物體都可以看得很清楚。但經過這樣處理后的圖像會失去其原有的色彩效果，這也是當前寬動態攝像機面臨的zui大問題。
美國Pixim公司在斯坦福大學20世紀90年代技術發展基礎上研發了一種新型的圖像拾取系統——DPS，此系統可以通過其*的寬動態功能來獲得高質量的圖片。寬動態功能劃時代地提升了一副圖像中亮和暗區域的影像拍攝效果，可以達到比CCD更真實、更清晰的圖像。在動態范圍上，DPS采用的單一象素曝光和ARM7控制技術，相比于CCD的兩次曝光成像有了更高的動態范圍。從數值上來說，采用DPS技術的攝像機的動態范圍可到達95dB，zui高可至120dB。在擴大動態范圍的同時，DPS也解決了CCD傳感器在處理動態范圍和色彩真實性上的不足，其色彩還原性更加真實，完夠滿足不同條件下不同客戶的要求。使用這種技術的攝像機在數字圖像傳感器里每一個象素中都使用了一個模擬數字轉換器（ADC），在捕捉到光信號時直接轉化為數字信號，zui大程度上降低了信號在排列中的衰減和干擾。
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