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票据理财平台如何盈利:網絡監控攝像機之鏡頭的選型與技術應用

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時間:2012-5-20 [ ] 瀏覽次數:1443 [ 打印 ] [ 网络投资理财平台 ] [ 收藏 ]

    鏡頭的種類繁多,從焦距上分類,可分為短焦距、中焦距、和焦距和變焦距鏡頭;從視場的大小分類,可分為廣角、標準、遠攝鏡頭;從結構上分類,還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭

    鏡頭的種類繁多,從焦距上分類,可分為短焦距、中焦距、和焦距和變焦距鏡頭;從視場的大小分類,可分為廣角、標準、遠攝鏡頭;從結構上分類,還可分為固定光圈定焦鏡頭、手動光圈定焦鏡頭、自動光圈定焦鏡頭、手動變焦鏡頭、自動光圈電動變焦鏡頭、電動三可變鏡頭(指光圈、焦距、聚焦這三者均可變)等類型。由于鏡頭選擇得合適與否,直接關系到攝像質量的優劣,因此,在實際應用中必須合理選擇鏡頭。
鏡頭的選型與畫質關系
無論何種監控工程的應用中,視頻畫質效果皆是考核鏡頭優劣的核心因素。好的攝像機如果配上不好的鏡頭,就不能得到高質量的監控畫面。同理,如果好的鏡頭卻配上不好的攝像機,那也不會有好的視頻畫面呈現。高質量鏡頭不但在成像清晰度、對比度及亮度、色彩還原度具備尚佳表現,而且畫面畸變率變形小。在與攝像機搭配上,鏡頭選型應考慮的因素包含下列幾項。
1 F值越小表示光通量越高。如果攝像機自身設有的照度計對通光量F值有一定要求,那么工程人員就更需要意識到鏡頭的光通量一定要大于攝像機的通光量,如攝像機是F1.4,則至少要選用F1.4或F1.2的鏡頭才能與之匹配;
2 鏡頭座的匹配。也就是C與CSMount必須相互匹配。當然,在目前大部分采用5mm配接環下此問題不大,不過在安裝環節故障層出不窮(該部分將在安裝章節上向讀者說明);
3 光圈范圍大,即f值由小到大的數值范圍越大越好,由此能使搭配的攝像機對環境光線條件的適應足夠應付任何光照條件變化;
4 鏡片鍍膜要均勻。目前質量較高的鏡片的鍍膜都是多層復合型鍍膜。復合型鍍膜可有效地抑制逆光及光線散射,以使攝像機避開光線造成的畫面不良影響;
5 非球面的鏡頭搭配應用,無論百萬還是非百萬攝像機應用,搭配非球面鏡對攝像機畫面光線的整體平均度皆有很大改善。因為非球的鏡頭,在清晰度、對比度、畫面亮度上較之球面鏡頭皆有較好的效果;
6 最好選用有焦距、景深或光圈都有固定鎖定的調節螺絲。因為鏡頭應用在各種不同環境及固定條件下,如果有此裝置可以避免已調節好的畫面因攝像機震動而發生畫質變動;
7 選用與鏡頭安裝方便及大小結構適合的攝像機,過大或過小的鏡頭都會給攝像機安裝調整或施工上帶來不便,尤其是結構較為復雜的鏡頭更需謹慎采用;
8 紅外線鏡頭的選用不是絕對的,在(Day&Night)日夜型攝像機與(Low-Light)低照度攝像機匹配上要慎之又慎。而ICR(彩轉黑)攝像機對IR鏡頭沒有偏好,相反,在黑白條件下,IR鏡頭反而可能是一種過度的功能浪費;
9 透過攝像機對紅外線波場的感應范圍來選擇(LD低散射光學鏡片)鏡頭。一般IR的紅外線感應波長約是在300-750nm范圍,但如果存在透霧的需求,那么攝像機及鏡頭在紅外線感應波長上都必須要達到700-950nm的范圍,因為只有波長達到該范圍,才能發揮透霧的功效;
10 •鏡頭在攝像機的搭配上還必須注意口徑上的搭配,過去單純的1/2、1/3及1/4英寸口徑已經不是定律,隨著CMOS感光芯片的發展,越來越多的大小取像口徑尺寸出現,鏡頭的搭配口徑大于攝像機的口徑這一原則依舊不變,然而該原則在工程中也時有造成錯誤的選型應用。
對于工程人員來說,以上所述的鏡頭在與攝像機搭配選型時的數項重要參考因素內容至關重要。同樣,在鏡頭工程施工安裝上常常出現的問題與錯誤施作亦不容小視。
鏡頭技術的環境應用
首先來看在夜視時的技術應用與要求,一般日夜兩用攝像機在需要24小時連續監控的道路、機場、港口或學校周界和工廠、住宅大樓、停車場中不休息不斷電的使用,因此對于高畫質的日夜兩用攝像機的成像效果要求也越來越高。日夜兩用攝像機的優勢,是即使在低照度,甚至沒有可見光照明的環境中,仍可運用夜間模式或使用近紅外線燈照射監控對象,觀察到清晰的圖像,并且對監控對象進行識別,但這些都須要一個適合的非球面鏡頭及鏡頭中的紅外線濾光成像技術的配合。如果只用一般的球面無紅線外濾光鏡頭,安裝在日夜兩用攝像機上,在夜間模式時,由于成像焦距無法集中且會產生色差的問題,使得影像產生焦距偏移,無法獲得到清晰的圖像。
為了克服這個問題,使鏡頭能夠適用于日夜兩用型攝像機,需要從可見光區域到近紅外線區域的范圍內,盡量減少色差。對鏡頭而言,焦距越長,色差的補償就越困難;若在可見光區域和近紅外線區域上的色差增大,焦距偏焦也就越明顯。因此必須采用非球面鏡片技術機低色散光學鏡片來抑制這樣的焦距偏移及色差。采用了此非球面鏡片成像技術,就可以進行日夜間的監控模式或白天為彩色圖像夜間為黑白模式的Day/Night切換,也能將焦距偏移問題控制到無形,達到日夜24小時連續監控的應用要求。除此之外,由于IR日夜兩用鏡頭的波長范圍較大,因此須注意透光率帶來的光斑問題,慎重的對鏡頭鍍膜效果做好預先的適用檢視及挑選。
鏡頭技術在攝像機透光口徑的關系應用
監控用鏡頭及攝像機為了滿足夜視低照度的監控需求,很多廠商開始制造靈敏更高的低照度攝像機,并且在Sensor與鏡頭搭配朝向大口徑發展,就是透過降低鏡頭的口徑F值以提高進光量,讓鏡頭可以使攝像機發揮低照度的功能。
但值得一提是鏡頭的F值,是會隨著鏡頭口徑的增加,且是成反比地減小,F值越小,性能越好。而為了得到較大的鏡頭進光量,有時會透過增加鏡頭的口徑r及長度,以得到更小的F值,從而提高鏡頭的性能。這是鏡頭技術上一種普遍的應用。但由于監控攝像機受到設計及應用,還有安裝場所的因素限制,體積日益朝小型化發展,鏡頭本身也跟著必須要更加小巧,這也使得在鏡頭口徑設計上開始朝更加大去設計。更值得注的是要設計出更小的鏡頭F值,勢必要增加補償像差的設計,這是一個鏡頭技術應用上的難點,因為產生像差會讓鏡頭光學性能產生變化變形成像及外型此寸的增加?;購迷謖獠糠忠種菩閱鼙湫渭巴廡緯嘰緄腦黽?,可以采用非球面透鏡設計來解決,以有效補償像差、實現小型化設計。以目前市面上的各種焦距手動變焦鏡頭,就是因應這種需求而生,目前的鏡頭體積與口徑不斷的加大,F1.0甚至更大都已存在可能。

鏡頭技術在攝像機成像大小的關系應用
監控的攝像機角度涵蓋大小與鏡頭成像技術絕對是息息相關的,近來在影像高清化的口號下,監控廣角化也成了監控攝像機架設的考察重點,但這不是攝像機能完全承擔的問題,過去在很多如出入門口、梯間、公交車上、地鐵上及電梯內和銀行柜員機區等狹小場所裝設攝像機,都有無法完全涵蓋所要景物的窘境,往往必須架設更多攝像機,才能達成監控無死角的要求,然而鏡頭的成像技術改良,目前的技術只需用一臺廣角攝像機,就可以覆蓋所有獲監控畫面要求。不過,在追求廣角化的同時,要注意避免隨之而來的問題,例如前鏡片口徑增大后攝像機外型尺寸跟著變大、圖像變形及失真率過高等問題,這些都是鏡頭技術與成像關系上要小心的部分,但還好的是,鏡頭技術相對也在廣角鏡頭加上多重焦距及手動變焦的技術產品上發展來解決這些應用問題。
鏡頭技術在影像高清化的應用
監控在百萬像素鏡頭的需求已是一個既定的事實,不管是用于任何一種行業應用,除了攝像機的影像感光器在往高清影像趨勢前進外。而為能真正了取得清晰細致的高清影像,從200萬到300萬,甚至500萬像素的百萬像素鏡頭都以正式商品化上市應用。但目前仍然存在一個問題,就是對于高倍數變焦鏡頭部分,應用于高速球的部分,由于機芯??櫚納燜蹙燈槭欠褚布婢哂蟹喬蠣嫻母咄腹飴示燈?,仍然眾說紛紜,甚至在部分實測下,結果證明百萬高清的高速球在跟同樣條件的高清百畫槍機比較下,其影像清晰度的效果仍然是有明顯差異的。
此外,仿真監控攝像機的分辨率,在960H的芯片問世后,解晰度與辨識率也從過去的540TVL,提升到700TVL。因此鏡頭的高清技術為了配合這些高畫質攝像機的產生也自燃異在技術發展上由原來最大200萬畫素一舉突破發展到500萬像素的技術程度。再者隨著CMOS Sensor感光組件的像素的不斷的飆高,使得畫素點Pixel的尺寸也隨之變小,因此鏡頭的畫素轉換力MTF(ModulationTransferFunction);也就是將原攝取光學成像傳送的成為像素的鏡頭分辨率與反差呈現為解晰度能力方面的頻率數值也跟著必須變大,才能解析分辨出更加細微的對應線條TVL(TV Line)。為能有效發揮高畫素的性能,這些鏡頭不僅在畫面中心,甚至是畫面邊緣,也都擁有高分辨率、高對比度。同時,監控鏡頭在成像技術上不僅降低了失真,現在的制造技術還兼具有防震、防撞的堅固結構,以及防止發生誤觸焦距偏移的固定旋鈕等,可以說在技術整體上,監控鏡頭已在結構與應用技術上都比過去鏡頭改良進步不少。
監控高清化已是這幾年來明顯的趨勢,監控應用市場對鏡頭的功能要求及應用需求也越來越高,加上攝像機在高清的發展上一直領先鏡頭的發展,在今年才看到鏡頭在夜視及透霧等新的應用技術上追了上來,也讓監控應用在鏡頭搭配上不再像前二年那樣捉襟見肘,看來這是高清監控之福。


眾智

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