近年來,寬帶的發(fā)展更是促進(jìn)了安防網(wǎng)絡(luò)化這一趨勢。而監(jiān)控鏡頭技術(shù)隨著安防大潮的發(fā)展,也為攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化帶來了新的變革。而鏡頭的變革最明顯的體現(xiàn)在兩個(gè)方面:高清化和大靶面化。鏡頭迎新變革,那么,新的鏡頭選型如何進(jìn)行?
監(jiān)控鏡頭新變革
眾所周知,網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化是近幾年視頻監(jiān)控發(fā)展主要的三大趨勢。整體安防行業(yè)的發(fā)展,無論是在應(yīng)用上如智能交通、平安城市、銀行系統(tǒng)、公檢法系統(tǒng)、其他專業(yè)行業(yè)系統(tǒng),甚至民用系統(tǒng)如社區(qū)、樓宇等,還是在技術(shù)發(fā)展上都以此趨勢為主要的演進(jìn)方向。
1、鏡頭高清化為網(wǎng)絡(luò)化“擦亮眼睛”
隨著寬帶中國戰(zhàn)略在“十二五”期間被強(qiáng)化,國家也針對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬提速進(jìn)行了一系列的改革,這些變化也將加快安防網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程,安防行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)由一種概念化的需求逐漸變成了一種實(shí)實(shí)在在的硬性需求。許多中國安防廠家經(jīng)過這幾年的摸索與努力,網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品已呈雨后春筍般的態(tài)勢走上了新一代安防產(chǎn)品的競爭舞臺(tái)。
而在安防監(jiān)控產(chǎn)品網(wǎng)高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的三大趨勢中,智能視頻分析,需要高清化的視頻來支持更豐富和更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。監(jiān)控圖像的質(zhì)量決定了對(duì)監(jiān)控前端提供的視頻畫質(zhì)的高要求,提供的原始視頻源越清晰,提供的細(xì)節(jié)越多,可供分析的數(shù)據(jù)圖像越有價(jià)值,最后分析的結(jié)果越準(zhǔn)確,越智能。
而為了使高清攝像機(jī)能夠得到最好的表現(xiàn),使用高品質(zhì)的百萬像素的鏡頭將顯得非常重要。超音速AVENIRETOKU精工鏡頭是高清鏡頭的一個(gè)代表,從中我們可以看到的是,光學(xué)圖像的質(zhì)量是整體圖像質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素,作為百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的“眼球”,百萬像素鏡頭可以為整個(gè)圖像提供高對(duì)比度,銳度和明銳度。而非百萬像素鏡頭就無法完全展現(xiàn)百萬像素傳感器的高分辨率,特別是在圖片的邊緣。
2、大靶面高清鏡頭成趨勢,助力網(wǎng)絡(luò)化
一個(gè)圖像上像素的多少通常決定了圖像的分辨率,更多的像素意味著更高的分辨率。相對(duì)于普通鏡頭,百萬像素鏡頭對(duì)監(jiān)視圖像的畫面顯示更加細(xì)膩,細(xì)節(jié)部分展現(xiàn)良好,不會(huì)出現(xiàn)圖像模糊現(xiàn)象。
而在網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的時(shí)代,監(jiān)控對(duì)高清的追求使得攝像機(jī)對(duì)靶面的尺寸要求越來越高。一般來說,感光器件的面積越大,感光性能越好,信噪比越低,成像效果越好。而為了提升畫面質(zhì)量,高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品往往采用大靶面的感光芯片。
CMOS是用在半導(dǎo)體工業(yè)上常用的MOS制程,這意味著它可以一次整合周邊全部設(shè)施于單晶片中,節(jié)省加工晶片所需負(fù)擔(dān)的成本和良率的損失,在各種靶面尺寸的制作上,相比CCD常規(guī)的1/2"、1/3"靶面,尺寸的選擇更靈活。
隨著CMOS芯片尺寸更加靈活,導(dǎo)致鏡頭的選配越來越難,如1/2.5"靶面的攝像機(jī),一不小心就選擇了1/3"靶面的鏡頭,導(dǎo)致四周圖像不清晰,或出現(xiàn)“暗角”。
然而大部分鏡頭廠商還沿用的是模擬時(shí)代的尺寸標(biāo)準(zhǔn),比如1/2"和1/3"靶面的產(chǎn)品。但深圳超音速AVENIRETOKU精工鏡頭早已經(jīng)走在高清鏡頭的前沿。適時(shí)推出了大靶面的鏡頭,
使用鎂光Aptina五百萬MT9P031I12STC型號(hào)的CMOS芯片靶面尺寸是1/2.5",使用這些芯片的攝像機(jī)在配置高清鏡頭時(shí),如果采用1/3"鏡頭,將會(huì)使得畫面產(chǎn)生“暗角”??梢赃x用AVENIRETOKU精工的SSV2808GNBIRMP鏡頭,1/2.5"的尺寸,匹配此類CMOS芯片,無“暗角”產(chǎn)生。如果是1/1.8"感光芯片的攝像機(jī)在配置高清鏡頭時(shí),若采用1/2"的產(chǎn)品,或多或少可能會(huì)出現(xiàn)暗角的情況。因此客戶選擇配置時(shí),盡量采用的是1/1.8"的鏡頭,如SV1040IRMP鏡頭。
鏡頭選型關(guān)鍵分析
近幾年,高清監(jiān)控概念被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)。除了我們比較??吹降某鞘斜O(jiān)控、智能樓宇、銀行監(jiān)控等領(lǐng)域,海事監(jiān)控、森林防火監(jiān)控都在關(guān)注高清監(jiān)控系統(tǒng)。似乎只要提到監(jiān)控系統(tǒng),讓人立即想到的就是高清。那么高清監(jiān)控真的能夠帶給我們高清的體驗(yàn)嗎?在成像過程中起到關(guān)鍵作用的鏡頭,又有那些容易忽略的問題?
1、大靶面設(shè)計(jì)對(duì)攝像機(jī)的適應(yīng)程度高
目前高清產(chǎn)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(jī)在配置鏡頭時(shí),就會(huì)遇到許多困惑。大部分鏡頭廠商生產(chǎn)的鏡頭還是沿用過去模擬時(shí)代的尺寸標(biāo)準(zhǔn),即1/2"和1/3"的產(chǎn)品。而市場上攝像機(jī)的規(guī)格實(shí)際情況多采用以下兩種:
采用大于1/3"而小于1/2"的產(chǎn)品:例如1/2.5",1/2.7",1/2.8"。這些攝像機(jī)在配置高清鏡頭時(shí),如果采用1/3"鏡頭,將會(huì)使得畫面產(chǎn)生“暗角”。因此目前1/3"的高清鏡頭尤其是電動(dòng)變焦鏡頭幾乎成了雞肋。在這種應(yīng)用中,用戶采用的均是1/2"以上的產(chǎn)品。例如KOWA的7.5-127mm產(chǎn)品。
采用大于1/2"的產(chǎn)品:例如1/1.8",2/3"。采用1/1.8"感光芯片的攝像機(jī)在配置高清鏡頭時(shí),如果采用1/2"的產(chǎn)品,或多或少可能會(huì)出現(xiàn)暗角的情況。因此客戶選擇配置時(shí),盡量采用的是1/1.8"的鏡"頭。這樣可以保證不至于出現(xiàn)暗角的情況。對(duì)于大于1/1.8"的規(guī)格,則應(yīng)該選擇2/3"或者1"等規(guī)格的產(chǎn)品。
2、鏡頭采用ED鏡片是關(guān)鍵
常用的監(jiān)控市場,我們更多地采用的是定焦或者手動(dòng)變焦的鏡頭,因?yàn)楸O(jiān)控距離較近,一般采用的鏡頭焦距在50mm以內(nèi)。這種場景對(duì)鏡頭的防色散性能幾乎沒有要求。但一旦采用了電動(dòng)變焦鏡頭來對(duì)較遠(yuǎn)目標(biāo)的監(jiān)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(jīng)過鏡頭折射后會(huì)出現(xiàn)焦點(diǎn)偏移,表現(xiàn)在圖像上就是物體邊緣有藍(lán)色或者紅色的色條)。原來在模擬監(jiān)控系統(tǒng),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(huì)表現(xiàn)出來。而進(jìn)入高清時(shí)代,在常用的120mm焦距段的電動(dòng)變焦鏡頭,已經(jīng)比較明顯的可以看到這個(gè)問題。這就在材質(zhì)和鍍膜精度上對(duì)鏡頭有了更高的要求。配合的攝像機(jī)清晰度越高,鏡片材質(zhì)對(duì)成像效果的影響越發(fā)明顯。
3、大口徑設(shè)計(jì)是關(guān)鍵
那么是不是采用ED鏡片的鏡頭就能完全解決遠(yuǎn)距離監(jiān)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(jù)市場的自由選擇,大多采用的是1080p的輸出格式。在遠(yuǎn)距離監(jiān)控領(lǐng)域,用戶希望用高清監(jiān)控系統(tǒng)來提高畫面的像素,進(jìn)而更加清晰的觀看遠(yuǎn)距離目標(biāo)。
而根據(jù)我們實(shí)際經(jīng)驗(yàn),采用高清系統(tǒng)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(zhì)還要差,甚至還不如模擬攝像機(jī)。在焦距拉長時(shí),畫面變成了黑白畫面,清晰度嚴(yán)重下降,圖像效果比相同鏡頭配合日立超低照度攝像機(jī)的效果還要差。出現(xiàn)這種情況其實(shí)并不難理解。我們現(xiàn)在采用的高清攝像機(jī)大多采用的是CMOS芯片,照度性能只能達(dá)到0.5Lux。而長焦鏡頭在焦距變化的過程中,光通量也會(huì)隨之變化,焦距越長,光通量越差。當(dāng)焦距拉長到最大值時(shí),光通量減到最弱。雖然是白天,但對(duì)于攝像機(jī)來說,相當(dāng)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(jī)就會(huì)因?yàn)檎斩炔粔虺霈F(xiàn)畫面質(zhì)量衰減。
總之,對(duì)于高清成像系統(tǒng),相對(duì)于成熟的模擬監(jiān)控系統(tǒng),還有很多不為人重視的技術(shù)細(xì)節(jié)。而細(xì)節(jié)決定成敗,優(yōu)秀的成像系統(tǒng)會(huì)考慮的更多。隨著高清系統(tǒng)的逐漸普及,高清鏡頭的選擇將更加理性,同時(shí)隨著需求的旺盛,將反過來推動(dòng)產(chǎn)品的不斷升級(jí)、發(fā)展。