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    什么是高清鏡頭 識別高清鏡頭的四大要點

    2016-05-06 17:01:58 來源:

    [摘要] 高清鏡頭搭配高清攝像,已是近兩年來明顯的產品應用趨勢,監控應用市場對鏡頭的功能要求及應用能力也越來越高,加上攝像機在高清的發展...

          高清鏡頭搭配高清攝像,已是近兩年來明顯的產品應用趨勢,監控應用市場對鏡頭的功能要求及應用能力也越來越高,加上攝像機在高清的發展上一直領先鏡頭的發展,使得高清與百萬像素鏡頭仍有很大向上發展的空間。
     
      什么樣的鏡頭才是高清鏡頭
     
      對高清攝像機而言,可以配用號稱百萬像素的普通鏡頭,也可以配百萬高清鏡頭,更可以配300萬高清鏡頭,而在相同攝像機情況下,畫面最終的表現,鏡頭的分辨率起了決定性的作用。
     
      根據部分產品公布的技術指標來看,一般的“百萬像素鏡頭”其中心部分解像力只有100萬像素,而周邊會衰減至僅50~60萬像素。目前,市場上主流的“百萬像素高清”鏡頭,公布的技術指標通常是場高的70%為半徑的成像圓,解像力達到300萬像素,場高70%的成像圓以外的部分可以達到解像力100萬像素以上。
     
    高清鏡頭
     
      現在市場上,僅有極少數的“高清”鏡頭產品能做到:在場高的80%為半徑的成像圓,解像力達到300萬像素,同時場高80%的成像圓周圍的部分,解像力仍維持在200萬像素以上。因而不難看出:由于高清鏡頭和普通鏡頭之間存在著巨大價差,因此市場上出現越來越多的混淆概念的鏡頭定義,使消費者霧里看花。但是將這些“美麗”的面紗揭去后,高價背后的不一定就是高質量的產品。
     
      如今,隨著高清攝像機、高清監視器、網絡傳輸等技術的發展和成熟,CCTV安防市場也正跨入了高清時代。在如此的技術升級換代的浪潮中,鏡頭不應成為CCTV市場高清發展的絆腳石,所以,明確統一的“高清鏡頭”指標成為時下的當務之急。
     
      識別高清鏡頭的四大要點
     
      似乎只要提到監控系統,讓人立即想到的就是高清。那么高清監控真的能夠帶給我們高清的體驗嗎?在成像過程中起到關鍵作用的鏡頭,又有那些容易忽略的問題?請往下看。
     
      一、鏡頭采用ED鏡片是關鍵
     
      常用的安防監控市場,我們更多地采用的是定焦或者手動變焦的鏡頭,因為監控距離較近,一般采用的鏡頭焦距在50mm以內。這種場景對鏡頭的防色散性能幾乎沒有要求。但一旦采用了電動變焦鏡頭來對較遠目標的監控,色散問題就凸顯出來(色散是可見光中的各種波長的光經過鏡頭折射后會出現焦點偏移,表現在圖像上就是物體邊緣有藍色或者紅色的色條)。原來在模擬監控系統,由于像元尺寸較大,色散的問題不是很突出,只有在配置300mm焦距以上的情況下才會表現出來。而進入高清時代,在常用的120mm焦距段的電動變焦鏡頭,已經比較明顯的可以看到這個問題。這就在材質和鍍膜精度上對鏡頭有了更高的要求。配合的攝像機清晰度越高,鏡片材質對成像效果的影響越發明顯。
     
      二、大口徑設計是關鍵
     
      那么是不是采用ED鏡片的鏡頭就能完全解決遠距離監控的問題呢?通常我們把720p以上清晰度輸出的圖像成為高清圖像。而根據市場的自由選擇,大多采用的是1080p的輸出格式。在遠距離監控領域,用戶希望用高清監控系統來提高畫面的像素,進而更加清晰的觀看遠距離目標。而根據我們實際經驗,采用高清系統觀看,非但沒有使得畫面清晰度提成,反而畫面的色彩還原能力、清晰度均大幅衰減,輸出圖像的清晰度比D1畫質還要差,甚至還不如模擬攝像機。
     
           在焦距拉長時,畫面變成了黑白畫面,清晰度嚴重下降,圖像效果比相同鏡頭配合日立超低照度攝像機的效果還要差。出現這種情況其實并不難理解。我們現在采用的高清攝像機大多采用的是CMOS芯片,照度性能只能達到0.5Lux。而長焦鏡頭在焦距變化的過程中,光通量也會隨之變化,焦距越長,光通量越差。當焦距拉長到最大值時,光通量減到最弱。雖然是白天,但對于攝像機來說,相當于面前被遮擋,只留了很小的孔透過光。在這種情況下,普通高清攝像機就會因為照度不夠出現畫面質量衰減。解決這種問題可以從兩方面入手:
     
    高清鏡頭種類
     
      1、采用針對遠距離監控設計的高清攝像機,例如高清SDI攝像機,這種攝像機除了最低照度做到0.3Lux的同時,還針對遠距離監控領域加入了針對色彩還原和低照度圖像增強技術。使得在光通量下降時也能得到清晰的畫面。
     
      2、提高焦距拉長時鏡頭的光通量。鏡頭一旦生產出來,光通量的范圍即確定下來,不可更改。因此我們必須在選擇鏡頭時挑選那些長焦距時光通量性能較好的產品。根據鏡頭的光學關系,F(光通量的反比)=f(焦距)/D(鏡頭前有效口徑)。F值是光通量反比,這個值越小,光通量性能越好。那么在f相同的情況下,選擇有效口徑越大的鏡頭,得到的畫面效果越好。
     
      三、IR功能容易被忽視
     
      用戶關注高清系統,不只是關注白天能否得到清晰的畫面,夜晚的監控性能也是關注的要點。在高清系統里面,IR功能被普遍淡忘。但隨著高清系統感光性能的提高,全天候監控系統中,IR功能逐漸得到用戶的認可。尤其是電動變焦系統,IR功能至關重要。對于配合激光照明器等輔助光源的系統,IR功能是否具備,將直接影響到該系統的使用便捷性和可用性。
     
      四、大靶面設計對攝像機的適應程度高
     
      目前高清產品為了提高畫面性能,往往采用大靶面的感光芯片。往往這些攝像機在配置鏡頭時,就會遇到許多困惑。大部分鏡頭廠商生產的鏡頭還是沿用過去模擬時代的尺寸標準,即1/2"和1/3"的產品。而市場上攝像機的規格實際情況多采用以下兩種:
     
      1、采用大于1/3"而小于1/2"的產品,例如1/2.5",1/2.7",1/2.8"。這些攝像機在配置高清鏡頭時,如果采用1/3"鏡頭,將會使得畫面產生“暗角”。因此目前1/3"的高清鏡頭尤其是電動變焦鏡頭幾乎成了雞肋。在這種應用中,用戶采用的均是1/2"以上的產品。例如KOWA的7.5-127mm產品。
     
      2、采用大于1/2"的產品,例如1/1.8",2/3"。采用1/1.8"感光芯片的攝像機在配置高清鏡頭時,如果采用1/2"的產品,或多或少可能會出現暗角的情況。因此客戶選擇配置時,盡量采用的是1/1.8"的鏡’頭。這樣可以保證不至于出現暗角的情況。對于大于1/1.8"的規格,則應該選擇2/3"或者1"等規格的產品。
     
      總之,對于高清成像系統,相對于成熟的模擬監控系統,還有很多不為人重視的技術細節。而細節決定成敗,優秀的成像系統會考慮的更多。隨著高清系統的逐漸普及,高清鏡頭的選擇將更加理性,同時隨著需求的旺盛,將反過來推動產品的不斷升級、發展。
     
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