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高清成市场主流 镜头选型及关注点分析

2013年02月06日 11:10    来源:中国安防展览网   作者:辛闻   

  为了满足监控图像更清晰的需求,近年来,百万高清监控迎来了爆发式增长。而为了使百万像素摄像机能够得到更好的表现,使用高品质的百万像素镜头将显得非常重要。镜头对监控摄像机百万高清的实现具有特别重要的意义,很多所谓的百万高清摄像机其实并未达到真正的高清。作为摄像机的“眼睛”,镜头至关重要,在成像过程中起到关键作用的镜头,又有那些容易忽略的问题?镜头选购又有哪些关注点?

  一、百万高清镜头

  在监控镜头领域精耕细作十多年的深圳超音速,对百万高清镜头的研发同样迎合了市场发展需求。超音速AVENIRETOKU精工高清镜头在高清晰画质的实现上表现非常出色。尤其是非常受市场欢迎的AVENIRETOKU精工(SSV2808GNBIRMP)300万像素高清镜头。

  百万像素镜头相对于普通镜头,无论是光学设计,还是镜片材料、加工工艺、装配工艺、检测手段等方面要求更高。A.E精工300万像素镜头更是融合了多种国内领先技术,让监控镜头更加精密、精致、精巧、精美。SSV2808GNBIRMP(2.8-8mm/F1.4-360)镜头所具备的ED技术、ASP非球面技术、IRCoating多层镀膜技术更是让百万高清得以完美实现。

  二、镜头成像哪些问容易被忽视

  1、镜头采用ED镜片是关键

  常用的监控市场,我们更多地采用的是定焦或者手动变焦的镜头,因为监控距离较近,一般采用的镜头焦距在50mm以内。这种场景对镜头的防色散性能几乎没有要求。但一旦采用了电动变焦镜头来对较远目标的监控,色散问题就凸显出来(色散是可见光中的各种波长的光经过镜头折射后会出现焦点偏移,表现在图像上就是物体边缘有蓝色或者红色的色条)。原来在模拟监控系统,由于像元尺寸较大,色散的问题不是很突出,只有在配置300mm焦距以上的情况下才会表现出来。而进入高清时代,在常用的120mm焦距段的电动变焦镜头,已经比较明显的可以看到这个问题。这就在材质和镀膜精度上对镜头有了更高的要求。配合的摄像机清晰度越高,镜片材质对成像效果的影响越发明显。

  2、大口径设计是关键

  那么是不是采用ED镜片的镜头就能完全解决远距离监控的问题呢?通常我们把720p以上清晰度输出的图像成为高清图像。而根据市场的自由选择,大多采用的是1080p的输出格式。在远距离监控领域,用户希望用高清监控系统来提高画面的像素,进而更加清晰的观看远距离目标。而根据我们实际经验,采用高清系统观看,非但没有使得画面清晰度提成,反而画面的色彩还原能力、清晰度均大幅衰减,输出图像的清晰度比D1画质还要差,甚至还不如模拟摄像机。在焦距拉长时,画面变成了黑白画面,清晰度严重下降,图像效果比相同镜头配合日立超低照度摄像机的效果还要差。出现这种情况其实并不难理解。我们现在采用的高清摄像机大多采用的是CMOS芯片,照度性能只能达到0.5Lux。而长焦镜头在焦距变化的过程中,光通量也会随之变化,焦距越长,光通量越差。当焦距拉长到最大值时,光通量减到最弱。虽然是白天,但对于摄像机来说,相当于面前被遮挡,只留了很小的孔透过光。在这种情况下,普通高清摄像机就会因为照度不够出现画面质量衰减。

  3、IR功能容易被忽视

  用户关注高清系统,不只是关注白天能否得到清晰的画面,夜晚的监控性能也是关注的要点。在高清系统里面,IR功能被普遍淡忘。但随着高清系统感光性能的提高,全天候监控系统中,IR功能逐渐得到用户的认可。尤其是电动变焦系统,IR功能至关重要。对于配合激光照明器等辅助光源的系统,IR功能是否具备,将直接影响到该系统的使用便捷性和可用性。

  4、大靶面设计对摄像机的适应程度高

  目前高清产品为了提高画面性能,往往采用大靶面的感光芯片。往往这些摄像机在配置镜头时,就会遇到许多困惑。大部分镜头厂商生产的镜头还是沿用过去模拟时代的尺寸标准,即1/2"和1/3"的产品。而市场上摄像机的规格实际情况多采用以下两种:

  采用大于1/3"而小于1/2"的产品,例如1/2.5",1/2.7",1/2.8"。这些摄像机在配置高清镜头时,如果采用1/3"镜头,将会使得画面产生“暗角”。因此目前1/3"的高清镜头尤其是电动变焦镜头几乎成了鸡肋。采用大于1/2"的产品,例如1/1.8",2/3"。采用1/1.8"感光芯片的摄像机在配置高清镜头时,如果采用1/2"的产品,或多或少可能会出现暗角的情况。因此客户选择配置时,尽量采用的是1/1.8"的镜’头。

  三、如何选择高清镜头

  相对普通镜头,百万像素镜头具有无可比拟的特点及优势,但是我们在选择百万像素镜头时应需要注意哪些问题?

  1、清晰度对应

  高清摄像机刚刚进入市场,清晰度往往在100万像素左右,用户往往觉得百万像素镜头造价太高。而高清摄像机配置标清的镜头,效果还可以,且比标清系统的清晰度已经得到了大幅提升。但很多系统会出现画面模糊,尤其是画面中心清晰,边缘模糊的情况,对此进行调试也无法达到满意效果。随着200万、300万、500万摄像机进入市场,用户对百万像素镜头也逐渐了解,开始理性地根据摄像机选择合适的镜头。

  百万像素镜头从清晰度划分,常见的有130万像素对应、200万像素对应、300万像素对应,高端的有500万像素对应的产品,而个别优秀厂商已经做到了1000万像素对应。那么在选择镜头时要根据摄像机的最高分辨率来选择相同或高于其像素的镜头产品。例如交通常用的200万像素的抓拍CCD摄像机,就应该根据实际应用环境选择25mm或35mm对应200万像素的产品。目前常见的电动变焦镜头的清晰度一般在130万像素对应,而长焦、高清镜头的需求是多样的。针对200万以上高清摄像机,应该选择对应其清晰度的高清电动变焦镜头,那么200万以上对应的产品才是首选。当然,更高清晰度的产品应该选择更高像素的镜头,例如300万、500万对应的产品。

  2、根据摄像机应用选择功能相符的产品

  某些项目摄像机在使用过程中需要配合红外补光灯,那么应该使用具备IR功能的镜头,这样,在夜晚也能得到更加明亮的画面,同时也降低夜晚虚焦的问题。而对于较为苛刻的环境,例如配合激光灯,对远距离目标监控,就要保证非可见光波长在900um时依然能够达到60%以上的透射率。

  3、利用自动聚焦功能镜头解决延时问题

  目前市场上大部分高清摄像机均采用IP方式输出,即在摄像机内部即完成编码。

  通过网络传输后,在监控中心需要解码才能显示在屏幕上。大家都知道,摄像机在编码过程中会造成延时,同样的,网络传输也会延时,监控中心解码过程也会制造延时,因此,经过设备越多、转发次数越多,延时也就越长,这些延时叠加在一起,将严重影响监控人员的操作。对于定焦的产品,这部分延时相对影响较小。而对于采用电动变焦镜头的系统,则带来了使用的尴尬。一方面是高清的系统,一方面是由于上面提到的延时叠加,就会造成画面总是聚焦不清楚,或者是聚焦时间过长,无法迅速捕捉到目标。在这种情况下就要选择具备自动聚焦功能的产品。采用自动聚集镜头,在前端就自动完成了聚焦过程,使得传输回中心的画面始终是清晰的,可以给高清系统带来如下好处:1、减少操作人员对镜头的聚焦操作,延长了电机使用寿命;2、由于画面始终清晰,摄像机在编码时就可以有更高效率和更高的压缩比,降低了传输和存储的资源占用;3、缩短了目标捕捉时间,使得监控人员在单位时间内可以浏览更多的画面,从而提高了监控系统的效果。

  随着高清摄像机的普及,越来越多的系统需要高清镜头的接入。各大镜头厂商均推出了不同焦距段的高清产品,给用户提供了更多的选择。随着ED镜片、自动聚焦等功能在高清镜头中的应用,使得高清电动变焦镜头与标清的产品差异越来越小。未来的趋势将是产品的大融合,高清产品将逐渐替代现有的标清产品,成为市场的主流。



责任编辑:李梦夕
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