在安防攝像機(jī)領(lǐng)域,18倍變焦與36倍變焦是相同的。具體而言,帶18倍光學(xué)變焦的高分辨率安防攝像機(jī)提供的圖像,就監(jiān)控目的而言,與帶36倍變焦能力的標(biāo)準(zhǔn)分辨率4CIF攝像機(jī)提供的圖像一樣,甚至比后者更有用。
比較下面的圖片:圖1顯示的是36倍變焦視圖,使用的是帶4CIF分辨率(704 x 480像素)的平移/傾斜/變焦(PTZ)攝像機(jī)。圖3顯示的是18倍變焦視圖,使用的是帶1280 x 720像素分辨率的HDTV720p PTZ攝像機(jī)。
圖1. 36倍變焦、4CIF攝像機(jī)拍攝的最大遠(yuǎn)景視圖
圖2. 左圖的裁剪視圖
圖3. 18倍變焦、HDTV 720p攝像機(jī)拍攝的最大遠(yuǎn)景視圖
圖4. 裁剪視圖
兩種情況下的像素分辨率實(shí)際上是一樣的:例如,報(bào)紙名稱都可見(jiàn)。但是,HDTV攝像機(jī)只需標(biāo)準(zhǔn)分辨率攝像機(jī)一半的變焦能力,就可提供同樣的細(xì)節(jié)。[nextpage]
另外值得注意的是,HDTV攝像機(jī)更加寬廣(16:9)的視野使它可以監(jiān)控更廣泛的區(qū)域,同時(shí)不會(huì)犧牲圖像細(xì)節(jié)。 4CIF攝像機(jī)拍攝的圖像(圖1)中,只可以看見(jiàn)一個(gè)人,而在HDTV圖像中,操作者可看見(jiàn)不止一個(gè)人,同時(shí)捕捉到如報(bào)紙上的文字等細(xì)節(jié)。因此,盡管細(xì)節(jié)程度大致相同,但HDT V720p攝像機(jī)可觀察到更多場(chǎng)景,這在監(jiān)控環(huán)境中更具優(yōu)勢(shì)。變焦模式下更廣的視野使跟蹤變得更為容易,更為可靠,因?yàn)檫@降低了平移或傾斜攝像機(jī)時(shí)丟失人物圖像的風(fēng)險(xiǎn)。
那么18倍變焦攝像機(jī)是如何得到與36倍變焦攝像機(jī)同樣程度的細(xì)節(jié)的呢?
人們普遍認(rèn)為,鏡頭的變焦系數(shù)越高,它放大場(chǎng)景和使細(xì)節(jié)可見(jiàn)的能力就越高。但正如上圖所示,其實(shí)并不盡然。
變焦鏡頭是能改變其焦距的多個(gè)鏡頭的組合。較長(zhǎng)的焦距意味著更強(qiáng)的放大能力,但也意味著視角的成比例減少。
鏡頭的變焦能力通常表示為最長(zhǎng)焦距與最短焦距之間的比率。例如,焦距范圍為50毫米至200毫米范圍內(nèi)的變焦鏡頭,稱為4倍變焦鏡頭,有時(shí)也稱為4:1變焦鏡頭。(或從另一角度看,使用此鏡頭的最大變焦將使視角降低到最大視角的約1/4。)因此,兩個(gè)具有相同變焦系數(shù)的不同鏡頭,由于焦距及相應(yīng)的放大能力不同(但最長(zhǎng)和最短焦距比值相同),性能可能會(huì)大不相同。而且,變焦系數(shù)越高的鏡頭不一定放大能力越強(qiáng)。例如,焦距范圍為15毫米至150毫米的鏡頭(即10倍變焦鏡頭),與焦距范圍為50毫米至200毫米的4倍變焦鏡頭相比,前者放大能力更弱,因?yàn)?00毫米焦距比150毫米焦距的放大能力更強(qiáng)。
但是,與變焦系數(shù)一樣,只憑借焦距值來(lái)判斷放大能力也可能造成誤導(dǎo)。用來(lái)拍攝上述樣圖的4CIF攝像機(jī)的焦距比HDTV 720p攝像機(jī)的焦距更長(zhǎng)。那么為什么放大圖像的細(xì)節(jié)程度卻相似呢?
讓我們來(lái)看一下在廣角模式下,即用最小焦距(無(wú)變焦)時(shí),兩種攝像機(jī)的拍攝效果。比較下面的圖片:
圖5. 4CIF攝像機(jī)拍攝的廣角視圖
圖6. 裁剪視圖
圖7. HDTV 720p攝像機(jī)拍攝的廣角視圖
圖8. 裁剪視圖[nextpage]
兩種情況下的視野幾乎相同。但是,顯而易見(jiàn),HDTV攝像機(jī)具有更高分辨率和更好的色彩保真,拍攝的圖片細(xì)節(jié)清晰、色彩艷麗。比較圖6和圖8的裁剪視圖。HDTV圖像記分板上的數(shù)字清晰可見(jiàn),而4CIF攝像機(jī)拍攝的圖像中卻難以辨認(rèn)。
這些圖像表明,在廣角模式下HDT V攝像機(jī)可比4CIF攝像機(jī)提供更多細(xì)節(jié)。事實(shí)上,對(duì)于相同視野,HDTV攝像機(jī)的像素值幾乎是4CIF攝像機(jī)的兩倍。在長(zhǎng)焦模式下,實(shí)際上HDTV和4CIF攝像機(jī)可提供相同的細(xì)節(jié)程度,但HDTV攝像機(jī)有更寬廣的視野。
這些結(jié)果說(shuō)明只通過(guò)變焦系數(shù)來(lái)比較攝像機(jī)的放大能力可能造成誤導(dǎo)。正如這些對(duì)照所表明的,攝像機(jī)的像素分辨率也是很重要的。
與標(biāo)準(zhǔn)4CIF攝像機(jī)相比,帶1280 x 720像素的HDTV攝像機(jī)在每幀中的像素是前者的兩到三倍。高像素分辨率正是HDTV攝像機(jī)以有限的變焦得到同樣效果的原因。事實(shí)上,高分辨率PTZ攝像機(jī)可用于不同目的:一種是保持與4CIF攝像機(jī)同樣的視野,而提高細(xì)節(jié)程度(如此處HDTV攝像機(jī)拍攝的圖像),另一種是保持與標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)一樣的圖像細(xì)節(jié)程度,而增加視野。
但是,圖像質(zhì)量不是由像素分辨率一個(gè)因素所決定的。其它要素,如鏡頭的分辨能力和整體質(zhì)量,以及快球外殼玻璃的屬性和質(zhì)量,都會(huì)對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響。另一個(gè)重要因素是要有全幀速視頻流能力,以便某個(gè)場(chǎng)景中活動(dòng)和快速移動(dòng)的物體能夠被輕易發(fā)現(xiàn)和捕捉。在分辨率、幀速、色彩保真和縱橫比方面符合SMPTE標(biāo)準(zhǔn)的HDTV攝像機(jī),可確保豐富的瀏覽體驗(yàn)和出色的圖像細(xì)節(jié)。
總之,HDTV網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)已證明僅用一半變焦即可滿足苛刻的監(jiān)控要求,這充分表明有時(shí)簡(jiǎn)勝于繁的道理。
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