目前鏡頭的技術及應用趨勢

 

    　對于安防行業，所說的百萬高清監控鏡頭是指具有高清晰度(高解像能力)，并且至少能匹配100萬像素以上高清攝像機的鏡頭。百萬高清監控鏡頭的應用產品形態覆蓋半球、紅外防爆半球、高速智慧球、中速智慧球、槍機、紅外槍機等。

 

    　對于百萬高清監控鏡頭，畫面的成像質量是其根本，安防監控產品形態和應用場景千變萬化，這就要求百萬高清監控鏡頭在各種場景的復雜光線環境下，都要有出色的成像質量。

 

    　從鏡頭發展來講，主要有以下幾個方面：

 

    　非球面技術

 

    　非球面鏡片是目前的趨勢，利用非球面可以做到更大的光圈，更好的夜視效果，因此越來越多的鏡頭廠家在新品都引入了非球面鏡片技術。

 

    　高清晰度

 

   　 IP攝像機有豐富的圖像算法應用，因此對鏡頭成像細節的要求越來越高。這不僅僅是鏡頭從100萬像素到1000萬像素的提升，還需要同時提高邊緣的像素，保證任何位置的細節都清晰，經得起放大。清晰度的兩大重要指針包括分辨率和反差。分辨率是指鏡頭再現被攝景物細節的能力，分辨率越高，畫面越清晰細膩;反差是指再現被攝景物的反差細節，明暗層次的能力，反差越高，畫面景物輪廓鮮明，邊緣銳利，層次豐富，質感強烈，影調明朗。分辨率高而反差低的鏡頭，影像輪廓不清晰，反差灰暗，影調平淡，給人感覺反而不清晰。有些國產鏡頭就是如此，和標清鏡頭在感觀上無多大差別。而某些鏡頭分辨率不高，但是反差大，反而給人一種這個鏡頭不錯的感覺。所以反差和分辨率都達到一定高度時，才是真正理想的百萬高清鏡頭。

 

    　大口徑小型化

 

    　大口徑是指鏡頭的通光量，主要表現在畫面的亮度上，在環境昏暗和夜間模式下相比小口徑鏡頭有更優質的表現。小型化是指鏡頭結構緊湊，可以適用不同產品安裝和減小產品的體積。相比國外的百萬像素監控鏡頭，其非球面技術應用成熟，往往同一款鏡頭，其焦距足、口徑大、結構小，清晰度高。而國內鏡頭廠家大多還在探索非球面技術，爭取早日成熟應用于高清監控應用上，與國外廠家一爭高下。

 

    　日夜齊焦

 

    　在智能交通行業，成像器靶面越來越大,采用1"CMOS的產品越來越多，這類產品相對于2/3”CMOS，具有更好的低照度效果。目前較多的產品都不具備夜視齊焦的功能，需要依靠閃光燈補光，目前很多國家不允許使用閃光燈，國內也有很多地方也開始討論不用閃光燈的方案。

 

    　同時，在保證日間像質的前提下，用戶對夜間像質的要求也越來越高，可以利用ED(低折射率高色散系數)玻璃較好地校正色差，提高日夜成像的共焦能力和像質。近年來，各大玻璃廠商也在竭力推廣ED玻璃。

 

    　雜光消除

 

    　雜光主要包括雜散光和鬼像。雜散光是指機械部件的反光造成的彩虹狀雜光等，雜散光可以通過鏡頭內壁和隔圈的消光處理來消除。鬼像是指光線在鏡頭內部鏡片之間多次反射在畫面的二次成像，鬼像與強光物體輪廓類似，無法完全消除，只能通過鍍多層增透膜來盡量減弱。一款綜合表現優越的高清百萬監控鏡頭，其在雜光的消除上應該要有優良的表現才能在強光環境下表現優質，匹配其百萬高清監控鏡頭的美稱。

 

   　 如今，鏡頭市場上對應的2/3″CCD可達500萬像素，1/3″CCD和1/2.5″CMOS最高可達300萬像素的鏡頭產品已層出不窮，可供選擇的高清鏡頭產品非常豐富。在國內非球面技術還不成熟的環境下，鏡頭廠商應保持對非球面技術的不斷提高的研發態度，充分利用發揮高折射率低色散系數和ED(低折射率高色散系數)等光學玻璃來校正鏡頭各種像差的能力，提高鏡頭性能的穩定性和性價比，并結合熱封打壓鏡頭封裝工藝將其成熟應用于百萬高清系列產品中，使其更加高清小型化。

 

   　 高清鏡頭的優勢

 

    　相比普通鏡頭，高清鏡頭的優勢：一個標準的模擬攝像機鏡頭與百萬像素鏡頭的成像效果有很大的差異。在實際應用中，如車牌識別、人臉識別都采用高像素鏡頭，從而獲得高分辨率圖像并呈現一些必要的細節。

　　

   　 以交通監控為例，利用百萬像素高清攝像機，不僅可以捕捉到車牌信息，甚至司機的面貌形態也能夠看得一清二楚。一旦發生肇事逃逸事件，高清圖像能夠幫助警察快速地鎖定嫌疑人。此外，高清晰探頭還能覆蓋更多的空間，可以代替多臺傳統的模擬攝像機。節省初次建設成本的同時還能夠減少后續維護費用。

 

    　監控同樣大小的場景時，高清鏡頭可以再次放大，獲得更豐富的細節。高清鏡頭可以配合IP攝像機，進行豐富的處理，比如面部識別、瞳孔識別、車牌識別。

 

    　高清監控具有高清晰、高分辨率等特點，還可以在各種光線不足的環境下保證動態圖像質量，為智能視頻分析提供了技術保障，可以實現高質量的安防監控。

 

    　鏡頭的發展瓶頸

 

    　隨著高清監控的快速發展，監控鏡頭面臨的最大技術瓶頸是非球面鏡片的引入。對于監控鏡頭而言，非球面鏡頭的邊緣清晰度起著重要的作用。非球面鏡片可以有效補充邊緣的光，在很大程度上可以避免或弱化邊緣模糊的現象。為提升非球面鏡片的邊緣效果，玻璃必須仔細研磨，由于鏡頭玻璃的特殊性，其磨削技術仍然是技術難點，這是目前監控鏡頭面臨的最大問題。在市場上，很少能看到在大規模生產的非球面鏡頭，其原因就在于打磨玻璃球面既有較高的技術難度，且代價高昂，當然這也是非球面鏡片一個引人注目的技術指標之一。
(中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮)