湖南省中国监控镜头有限公司
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高清监控镜头浅谈

高清监控镜头浅谈

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随着高清监控时代的到来,高清监控越来越受欢迎。高清监控具有高清晰、高水准、高分辨率等特点,还可以在各种光线不足的环境下保证动态图像质量,具有智能视频分析与自动识别能力,可以实现高质量的安防监控设备,在这样高质量的前提下,高清监控镜头有哪些优势可以担当如此重任呢?

高清摄像机的出现使得监控画质有了一个很大的提高。如720p、1080p的IP高清摄像机,3M、5M分辨率的工业高清摄像机等。与之配套的高清镜头在市场上也不断大量的出现。但实际使用之后发现问题不少,鱼龙混杂。有以普通分辨率充高分辨率的,有清晰度不均匀的,有镜头中心部分的分辨率达到要求,边缘分辨率很差的等等,实际应用情况并不乐观。

针对安防系统,特别是道路监控应用领域,要求镜头能够在全视角范围内都具有高分辨率(如与1080p高清摄像机配合,镜头的分辨率要求在2M以上),简单而言,就是对镜头的MTF曲线图有较高要求。同时,为了能充分体现摄像机的低照度特性,

● 镜头的MTF值

镜头的MTF值可用来分析判断一个镜头的成像质量。MTF值 (模量传递函数) 是对镜头的锐度, 反差和分辨率进行综合评价的数值。当然镜头的MTF值并非万能, 它没有表现镜头的色差,色散,像场弯曲等,因此不能说明镜头的一切,但它确实是现阶段表现镜头光学能力最科学, 最全面的指标。

● 镜头的光圈值

光圈系数F值是相对孔径的倒数,相对孔径是镜头通光直径除以镜头的焦距得出的相对值。F值是衡量镜头通光量的一个重要参考指标,光圈系数F值愈小,在同一单位时间内的进光量便愈多。

一般监控系统中,特别是道路监控系统中,全天的光照变化很大,在首先保证镜头F8光圈内有较好的成像质量之外,用于夜间远距离监控的镜头,其F值要求足够小,以保证在较大相对口径状态下有良好成像质量。当然F值越小,镜头的价格越贵,如是大倍数的变焦镜头,其镜头价格要远高于摄像机其他部分的价格。而在道路监控系统,特别是城市道路监控中选用的日夜兼用型镜头,除了镜头的光圈值之外,还要综合考虑到灯光照明条件下的红外光修正,以确保成像的清晰。

室外的监控系统由于光照变化大,一般要求使用自动光圈镜头。当然镜头的实际通光量,除了F值之外还与其他因素有关,如镀膜、镜头的材质和镜头本身的尺寸有关。我们在测试中曾经发现同样的F值,实际的通光量会相差20%。

综合以上镜头的光学性能,以及监控系统的特殊要求,即要求在相对大的光圈下,镜头的MTF要高质量,能够如实体现高清摄像机性能的高清镜头对选材、制造工艺等都有非常高的要求。

根据市场上镜头的综合性价比,我们建议手动变焦镜头的F值在1.2~1.4,电动变焦镜头的F值在1.6~1.8。这样才能最大限度体现出摄像机的低照度性能。

二、高清镜头的工程性能

高清监控系统的应用中,镜头除了要有好的光学性能之外,良好的工程性能(易调试、高稳定性)已凸显其重要性,否则镜头聚焦的不精确将造成图像质量的下降,无法体现高清的优势。

随着高清监控发展的日趋明显,安防行业技术慢慢走向成熟,高清镜头除了光学性能的提升,镜头的生产和组装也发生着变化。如今,百万像素镜头面临的主要问题有两个:一是制造工艺、加工精密度等方面都比普通镜头要高;二是目前在监控高清领域,后端很多产品如传输设备、显示设备、录像设备、带宽等的高清化还不理想,面对如此挑战,百万高清监控镜头要想真正实现普及还有一定的难度。不过种种迹象表明,百万高清镜头的出头之日不会太久,在未来3-5年内,高清监控镜头将拥有理想的市场反应。

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