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探討高清安防監(jiān)控系統(tǒng)中的鏡頭

閱讀：1590發(fā)布時間：2014-5-27

　　話說高清監(jiān)控具有高清晰、高水準、高分辨率等特點，還可以在各種光線不足的環(huán)境下保證動態(tài)圖像質(zhì)量，具有智能視頻分析與自動識別能力，可以實現(xiàn)高質(zhì)量的安防監(jiān)控設(shè)備，但在高要求的情況下，監(jiān)控設(shè)備的對鏡頭的品質(zhì)有哪些要求呢？以下從這兩個方面來討論用于安防高清監(jiān)控系統(tǒng)中的鏡頭。
　　
　　鏡頭的光學(xué)性能
　　
　　高清攝像機的出現(xiàn)給安防系統(tǒng)的圖像質(zhì)量帶來了大幅度的提升。如720p、1080p的IP高清攝像機，3M、5M分辨率的工業(yè)高清攝像機等。與之配套的高清鏡頭在市場上也如雨后春筍般大量出現(xiàn)。但實際使用之后發(fā)現(xiàn)問題不少，魚龍混雜。有以普通分辨率充高分辨率的，有清晰度不均勻的，有鏡頭中心部分的分辨率達到要求，邊緣分辨率很差的等等，實際應(yīng)用情況并不樂觀。
　　
　　針對安防系統(tǒng)，特別是道路監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域，要求鏡頭能夠在全視角范圍內(nèi)都具有高分辨率（如與1080p高清攝像機配合，鏡頭的分辨率要求在2M以上），簡單而言，就是對鏡頭的MTF曲線圖有較高要求。同時，為了能充分體現(xiàn)攝像機的低照度特性，鏡頭應(yīng)具備大通光量（F值要小）。
　　
　　●鏡頭的MTF值
　　
　　鏡頭的MTF值可用來分析判斷一個鏡頭的成像質(zhì)量。MTF值(模量傳遞函數(shù))是對鏡頭的銳度,反差和分辨率進行綜合評價的數(shù)值。當然鏡頭的MTF值并非,它沒有表現(xiàn)鏡頭的色差，色散，像場彎曲等，因此不能說明鏡頭的一切，但它確實是現(xiàn)階段表現(xiàn)鏡頭光學(xué)能力zui科學(xué),zui全面的指標。
　　
　　●鏡頭的光圈值
　　
　　光圈系數(shù)F值是相對孔徑的倒數(shù)，相對孔徑是鏡頭通光直徑除以鏡頭的焦距得出的相對值。F值是衡量鏡頭通光量的一個重要參考指標，光圈系數(shù)F值愈小，在同一單位時間內(nèi)的進光量便愈多。
　　
　　一般監(jiān)控系統(tǒng)中，特別是道路監(jiān)控系統(tǒng)中，全天的光照變化很大，在首先保證鏡頭F8光圈內(nèi)有較好的成像質(zhì)量之外，用于夜間遠距離監(jiān)控的鏡頭，其F值要求足夠小，以保證在較大相對口徑狀態(tài)下有良好成像質(zhì)量。當然F值越小，鏡頭的價格越貴，如是大倍數(shù)的變焦鏡頭，其鏡頭價格要遠高于攝像機其他部分的價格。而在道路監(jiān)控系統(tǒng)，特別是城市道路監(jiān)控中選用的日夜兼用型鏡頭，除了鏡頭的光圈值之外，還要綜合考慮到燈光照明條件下的紅外光修正，以確保成像的清晰。
　　
　　室外的監(jiān)控系統(tǒng)由于光照變化大，一般要求使用自動光圈鏡頭。當然鏡頭的實際通光量，除了F值之外還與其他因素有關(guān)，如鍍膜、鏡頭的材質(zhì)和鏡頭本身的尺寸有關(guān)。我們在測試中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)同樣的F值，實際的通光量會相差20%。
　　
　　綜合以上鏡頭的光學(xué)性能，以及監(jiān)控系統(tǒng)的特殊要求，即要求在相對大的光圈下，鏡頭的MTF要高質(zhì)量，能夠如實體現(xiàn)高清攝像機性能的高清鏡頭對選材、制造工藝等都有非常高的要求。
　　
　　根據(jù)市場上鏡頭的綜合性價比，我們建議手動變焦鏡頭的F值在1.2～1.4，電動變焦鏡頭的F值在1.6～1.8。這樣才能zui大限度體現(xiàn)出攝像機的低照度性能。
　　
　　高清鏡頭的工程性能
　　
　　高清監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用中，鏡頭除了要有好的光學(xué)性能之外，良好的工程性能（易調(diào)試、高穩(wěn)定性）已凸顯其重要性，否則鏡頭聚焦的不將造成圖像質(zhì)量的下降，無法體現(xiàn)高清的優(yōu)勢。
　　
　　鑒于此，我們建議應(yīng)用于高清體系下，多用于固定監(jiān)控點的手動變焦鏡頭應(yīng)具備以下工程特性：
　　
　　多相位聚焦點：傳統(tǒng)的手動變焦鏡頭聚焦點只有1個，這在高清系統(tǒng)下，聚焦點的掌握非常困難，特別是室外調(diào)整。多相位聚焦點可確保調(diào)試的，確保高清質(zhì)量。
　　
　　變動聚焦功能：在鏡頭的聚焦完成后，調(diào)整鏡頭的焦距仍能保持圖像的清晰，直至要求的焦距。
　　
　　隨著高清監(jiān)控發(fā)展的日趨明顯，安防行業(yè)技術(shù)慢慢走向成熟，高清鏡頭除了光學(xué)性能的提升，鏡頭的生產(chǎn)和組裝也發(fā)生著變化。如今，百萬像素鏡頭面臨的主要問題有兩個：一是制造工藝、加工精密度等方面都比普通鏡頭要高；二是目前在監(jiān)控高清領(lǐng)域，后端很多產(chǎn)品如傳輸設(shè)備、顯示設(shè)備、錄像設(shè)備、帶寬等的高清化還不理想，面對如此挑戰(zhàn)，百萬高清監(jiān)控鏡頭要想真正實現(xiàn)普及還有一定的難度。不過種種跡象表明，百萬高清鏡頭的出頭之日不會太久，在未來3-5年內(nèi)，高清監(jiān)控鏡頭將擁有理想的市場反應(yīng)。

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