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動態范圍（DynamicRange），最早是信號系統的概念，一個信號系統的動態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，多用對數和比值來表示一個信號系統的動態范圍，對于底片掃描儀來說，動態范圍是指掃描儀器能記錄原稿的色調范圍，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，動態范圍表示圖像中所包含的從“最暗”至“最亮”的范圍。動態范圍越大，所能表現的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。

在機器視覺系統中，反映每一個像元灰度質量的指標是動態范圍，動態范圍和空間分辨率是機器視覺系統的二個主要指標。

動態范圍主要取決于攝像機的性能，CCD的動態范圍、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。

灰度的動態范圍在攝像機中的模擬視頻部分用信號/噪音比（SignaltoNoiseRatio），SNR表示；而在攝像機或數據圖像采集卡的A/D轉換之后的數字視頻量是用比特（bits）位數n表示。

在實際中，一幅圖像會同時具有最亮和最暗的區域，它們之間的差距可能是十分巨大的，機器視覺系統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，在現實世界中圖像灰度的微小變化，可能就是機器視覺系統要區別的目標和背景的界限，所以機器視覺系統也應盡可能地將圖像中灰度的細微變化反映出來。