百万像素镜头重要技术指标和发展困境

2011-10-13 10:55:00 来源:安防知识网 作者:陈东杰 有...人评论

[摘要] 目前,百万像素镜头还没有统一规范的说法,从清晰度的效果来讲,百万像素镜头还是处于良莠不齐的阶段。但随着摄像机技术的不断发展,摄像机清晰度越来越高,如果希望后端成像的画面能达到高清晰度,只靠摄像机是不行的,还要求采光部分的镜头也要达到相应清晰度,这样才能达到最佳的成像效果...

  谈到百万像素镜头,还要从百万像素的概念说起,国内安防业普遍认为清晰度达到720P才可称为百万像素。在监控镜头方面,百万像素镜头至今还没有一个严格的定义,如150万像素镜头,部分日系品牌定义为从画面中心到画面四周,有70%的画面面积达到150万像素,其他部分达到100万像素,这样就叫150万像素的镜头;有的却认为65%的画面面积能达到150万像素,其他部分达到100万像素就叫150万像素的镜头;还有些认为至少95%的画面面积能达到150万像素,其他部分能到100万像素才叫150万像素的镜头。而国内品牌定义就更逊色,普遍认为中心部分能到达150万像素,就称为150万像素的镜头,而周围清晰度究竟如何,能不能达到100万像素很难说。

  目前,百万像素镜头还没有统一规范的说法,从清晰度的效果来讲,百万像素镜头还是处于良莠不齐的阶段。但随着摄像机技术的不断发展,摄像机清晰度越来越高,如果希望后端成像的画面能达到高清晰度,只靠摄像机是不行的,还要求采光部分的镜头也要达到相应清晰度,这样才能达到最佳的成像效果。

  百万像素镜头技术指标

  镜头镀膜工艺在色彩还原和处理偏光偏色方面起很大作用。目前在国内监控市场中,对色彩还原处理已有所进步,基本能让用户满意,但偏光偏色尤其是眩光鬼影的处理上与国外市场应用的镜头相差不少。

  百万像素镜头技术中,透光率大小直接影响镜头像素高低,是高清画质不可或缺的重要条件。透光率指镜头镜片的透光能力,主要决定因素是镀膜技术。透光率越高,透光量越大,照度就越低,尤其在夜间监控条件下,照度高低是夜间镜头品质决定因素之一。

  在国内市场,镜片材质一般分为玻璃镜片、复合材料镜片和树脂镜片,而监控镜头中一定要应用玻璃镜片。因为树脂和复合材料镜片在高温和暴晒的条件下容易老化,甚至变形,严重影响成像质量和镜头品质。

  非球面技术是影响镜头清晰度的另一个重要因素。非球面镜片可有效增加镜头边缘透光量,修正球面镜片造成像差模糊的现象。但实际应用中很少厂家会在小焦距的镜头中应用非球面镜片。虽然在宣传中大肆渲染非球面,但实际上用得很少,通过测试可以很容易看出,如果成像后画面边缘有稍微模糊现象,这镜头80%不是非球面镜片。这种现象主要是由于成本所造成。高档的玻璃非球面是在玻璃镜片边缘运用研磨工艺,而普通的是在玻璃球面表面进行镀膜,使之成为非球面,这两种非球面工艺都是要增加成本,尤其是前者。所以在批量应用中,特别是效果要求不严格的工程中极少见到非球面镜头。在电动变倍的百万像素镜头中,由于镜头本身比较贵,要求效果也比较高,所以非球面是很大的卖点,也是必要的技术指标。

  在未来百万像素镜头占主导市场时,景深将被重视。目前我们还不能在镜头参数中看到景深参数,但通过对比成像后的画面,我们可以看出哪款镜头的景深更大。高清要求能将整个画面清晰地呈现出来,甚至放大后也可以把远端景物看得更清楚。因此,这就需要镜头有个不错的景深,景深越大,在成像后的画面上能看清晰的远近范围就越大,图像截图放大后,可以把远端景物看得更清晰,如道路监控,通过截图放大后,可以看清车牌号码等。目前市场上,能将高清镜头的景深做大的厂家寥寥无几,而部分老牌的日系厂家正逐步将电视镜头中的新技术应用到监控中。[nextpage]

  主要应用领域

  在我国民用监控市场中,道路卡口是百万像素镜头大量应用的最早市场。在该应用中,镜头焦距比较固定,一般是4mm、8mm、16mm、25mm、35mm等。道路卡口对清晰度要求比较高,口径要大,而且道路工程属于国家投资建设,镜头一般以日系为主。前几年定焦镜头是属于工业镜头,规格高,品质好,用于机器视觉较多。随着道路卡口市场不断壮大,由卡口照相机,到卡口录像机,再到模拟监控摄像机,直到现在的高清摄像机,百万像素的卡口镜头逐渐占据市场。这两年国内卡口市场的需求量不断猛增,但能为中国市场专门研发卡口镜头的日系镜头厂商实在太少,以至于断货情况屡屡发生。而国内的高清卡口镜头又没能达到日本品牌镜头的效果,所以在供应上百万像素镜头无法满足这块市场。

  虽然高清监控方案运用初期,由于系统不够成熟,传输和存储问题无法解决,大部分用户对此持观望态度。但政府或银行项目对百万像素镜头还是有明显需求。如公安系统中,为了在制高点观察城市交通状况,就会选择电动变倍的百万像素镜头,清晰度要求达到200万像素,整个画面几乎一样清晰;在变焦监控中,为克服网络延时,要求变焦不模糊,避免延时带来聚焦困难,以及紧急事件发生时无法长焦清晰监控。在这例子中,涉及到两点:一是整个画面的清晰度要一致,这使得绝大多数厂商无法满足;二是变焦不模糊,这问题已提过,是需要具备大景深的镜头,能满足该需求的厂家屈指可数。从模拟直接跨入高清,可谓是一个大跨越,厂商一定要有坚实的技术作支撑。国内的百万像素镜头,基本上在模拟基础上稍作加工就投入市场,根本无法在技术上满足市场需求。甚至有些厂商在模拟镜头上硬生生标个百万像素的参数,效果可想而知。在高清镜头上加IR(红外技术)是众多厂家所采用的竞争砝码。其实高清摄像机还没感红外这一功能,配一个感红外的高清镜头显得画蛇添足,即使有高清红外摄像机,黑白图像受到延时的影响,效果也不会好。百万像素镜头一大特点就是要具备超低照度,光线较暗或夜间条件下,也能达到监控效果。加IR固然好,但得等到解决传输和存储问题之后再谈及。

  规模发展需解决几大问题

  在中国监控市场上,价格比较敏感,低价是产品得以大量推广的基础,但由于进口镜头做工精细,价格昂贵,再加上关税和汇率频变原因,使镜头价格一直居高不下,制约了市场推广。而国产镜头在品质和效果上达不到与进口镜头媲美的程度,无法满足200万,300万甚至更高像素的要求,且难以做到周围与中心清晰度一致,所以国产镜头很难应用在高端的项目中。

  传输和存储问题一直是IP系统发展最大障碍,制约IP系统规模化发展,使镜头发展也受限于此。因此,未来整个监控系统向IP系统、高清发展过程中,在没有充分解决传输和存储这两大难题的前提下,百万像素镜头的像素不适宜向更高像素发展。厂商应重点保证适当码流传输的基础上,把景深做大,在变焦的过程中能保持画面清晰不变,克服网络延时造成的调焦对焦影响,同时,在高清的定义上有统一的业界规范。

  另外,在镜头的细节方面也要向业界顶级厂商学习。例如,在镜头耐久性方面,利用固体润滑油,来克服镜头漏油和高温挥发对镜头效果的影响;电动镜头中,变焦马达采用先进技术来增加使用寿命;金属接口防止接口处滑丝等。在清晰度方面,采用非球面技术,克服画面周边的模糊现象;在镀膜方面,提高镀膜水平,减小眩光鬼影及偏光偏色的程度等。

  虽然高清概念被大肆宣传,像素也不断被抬高,但镜头厂家不能盲目跟风。百万像素概念还处于初期阶段,没成熟体系来支持。从技术上来讲,百万像素镜头着力点应是提高镜头边缘部分成像质量技术水平,使整个画面清晰度一致;将景深做大,在电动变倍镜头上,做到变焦不模糊,避免多次对焦繁琐,以克服网络延时带来麻烦;在镜头做工上,要向组装精细化,零部件优质化,提高镜头的整体品质。

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[责任编辑:郭小青]

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