百萬高清監(jiān)控鏡頭實際應(yīng)用技術(shù)分析
高清監(jiān)控近兩年來呼聲甚高,而攝像機(jī)作為視頻監(jiān)控的先頭部隊,必然成為眾廠商和用戶關(guān)注的焦點。所謂“工欲善其事,必先利其器”,有了攝像機(jī),如果沒有匹配的高清鏡頭,前端高清攝像機(jī)就不能發(fā)揮出相應(yīng)的效果。故前端鏡頭的選擇是工程商構(gòu)建整個高清監(jiān)控系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/141378.htm捋清:百萬高清鏡頭概念和分類
據(jù)悉,目前活躍在國內(nèi)鏡頭市場的主要廠商有日系騰龍、圖麗、精工、賓得、FUJINO、computar,KOWA、SENKO,以及國內(nèi)的上海鳳凰、福建福光、鴻發(fā)光電、啟光、長春東亞光學(xué)等,而百萬高清監(jiān)控鏡頭,在國內(nèi)鏡頭廠商中,占據(jù)了其生產(chǎn)的30%,并以每年高清鏡頭的出貨量也在快速增長。在關(guān)注鏡頭為何有如此火爆市場前,我們先有必要先了解一下百萬像素鏡頭的概念。
百萬像素鏡頭=高清鏡頭?
·百萬像素鏡頭等于高清鏡頭。北京泰邦天地科技有限公司市場部經(jīng)理吳丹認(rèn)為:“目前市場普遍認(rèn)為,達(dá)到720P才可以稱為百萬像素鏡頭。”上??细呱藤Q(mào)有限公司北京分公司營業(yè)擔(dān)當(dāng)劉郭艷表示贊同,其除了認(rèn)為百萬像素鏡頭就是“高清鏡頭”外。
·百萬像素鏡頭并非等同于高清鏡頭。鳳凰光學(xué)安防(上海)有限公司品牌營銷部部長顧成鋼認(rèn)為:“百萬像素”按照字面理解即使是超過100萬像素,但100萬、130萬、200萬、500萬像素,雖然均屬于百萬像素,但并非完全屬于‘高清鏡頭’。
事實上,“高清”的標(biāo)準(zhǔn)一直是行業(yè)內(nèi)爭論的話題。“高清”應(yīng)該是一個完整的技術(shù)概念,包括從拍攝、制作、存儲、發(fā)行、顯示的完整流程。目前比較成熟的是針對“高清顯示”系統(tǒng)的定義,根據(jù)美國先進(jìn)電視系統(tǒng)委員會(簡稱ATSC)對高清電視的定義為以下三種:720P(1280×720逐行掃描),1080i(1920×1080隔行掃描,1080P(1920×1080逐行掃描)。720P作為一個過渡性指標(biāo),事實上已逐漸將其列入了“標(biāo)清”的范疇。1080P真正成為目前各高清設(shè)備廠商努力推廣及普及的一個標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這個事實來測算,720P的物理像素約為100萬像素,1080P對應(yīng)的是約200萬像素,那么高于200萬像素的設(shè)備才是“高清”真正的入門門檻。
百萬像素高清鏡頭分類
上??细邉⒐G表示:百萬像素鏡頭按照按照焦距類型分為包括定焦、手動變焦、電動變焦等三類,其中定焦類一般用在一些室內(nèi)、大廳、交通卡口等固定距離的監(jiān)控場合;手動變焦類一般用在監(jiān)控距離不固定的小區(qū)、工廠、學(xué)校、道路交通等室外場合;電動變焦類一般用在室外遠(yuǎn)距離場景,如城市治安、高空望、高速公路、鐵路、河道、海事、邊防、森林防火等項目。
另外,如果百萬像素鏡頭按照像素來區(qū)分,又可分為百萬像素、130萬像素、150萬、像素、200萬像素、300萬像素、500萬像素、800萬像素、1000萬像素等幾種。
而鳳凰光學(xué)顧成鋼還認(rèn)為:“鏡頭除了按照焦距和像素來劃分外,按照鏡頭的靶面還可分為:1/3英寸、1/2英寸、2/3英寸、3/4英寸等。其中,表1表格是CCTV鏡頭對應(yīng)CCD尺寸的相關(guān)數(shù)據(jù)(如表1所示)。”
據(jù)悉,鳳凰光學(xué)近期就針對高清監(jiān)控,推出了500萬像素2/3靶面12mm、16mm、25mm、35mm工業(yè)級監(jiān)控鏡頭,該系列鏡頭特點畫面超清晰、邊緣畫質(zhì)好、光透過率高、畸變小、安裝、且對焦便利,除了品質(zhì)較好外,其成本也較實惠,是進(jìn)口同類產(chǎn)品的一半。
征服用戶:用實力說話
無論百萬像素鏡頭是否等同于高清鏡頭,但不可否認(rèn)的是,以720P或1080P畫質(zhì)為主的監(jiān)控市場已越來越受到用戶的認(rèn)可,隨著百萬像素攝像機(jī)的銷量越來越高,百萬像素鏡頭的需求也水漲船高。那么,百萬像素鏡頭究竟是憑借怎樣的魅力與特質(zhì)打動用戶。用富士膠片(中國)投資有限公司北京分公司光電產(chǎn)品事業(yè)本部張連山來分析:“百萬像素鏡頭無論是從產(chǎn)品品質(zhì)上,或是自身的技術(shù)上,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通鏡頭的要求。”
研發(fā)面:從材質(zhì)到鍍膜抓細(xì)節(jié)
百萬像素鏡頭因應(yīng)監(jiān)控市場的需求,與普通鏡頭在研發(fā)上必定有著本質(zhì)的區(qū)別,正如富士膠片張連山所說:百萬像素鏡頭除了在原材料選擇上要高于普通鏡頭,需要使用上等的光學(xué)玻璃,來保證鏡片的品質(zhì)外,在鏡頭的裝配精度上,要達(dá)到高清的效果,還需要有一套百分百的工藝流程,這并非普通的工廠可實現(xiàn),生產(chǎn)廠商必須要有多年的光學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)驗。”
基于此,上海溫網(wǎng)數(shù)碼科技有限公司總經(jīng)理應(yīng)俊認(rèn)為,百萬像素鏡頭在研發(fā)上主要會考慮以下三個方面的因素。
·鏡頭的設(shè)計。鏡頭的設(shè)計效果可以決定鏡頭的亮度、解析率的高低、景深效果、以及分辨率的高低,所以在研發(fā)百萬像素鏡頭前,進(jìn)行周密的光學(xué)設(shè)計至關(guān)重要;
·材料的選擇要足夠滿足光學(xué)要求。上海溫網(wǎng)應(yīng)俊表示:“現(xiàn)在的材料包括塑料、玻璃和金屬材質(zhì),塑料材質(zhì)的優(yōu)勢是降低成本、制作鏡片的難度不大、可以批量生產(chǎn)、清晰度效果也好一點,但是對室外溫度的感應(yīng)沒有那么強(qiáng)烈;而玻璃材質(zhì)是過去多選擇的老材料,成本較高;而金屬材質(zhì)是目前很多廠商會選擇的鏡片材質(zhì),主要因其耐震、耐高溫,但弊端也是開發(fā)成本較高。故客戶在選擇鏡頭前,最好結(jié)合自身的需求來進(jìn)行材質(zhì)的選擇。”然鳳凰光學(xué)顧成鋼認(rèn)為:“百萬像素鏡頭因有高成像質(zhì)量要求,因此在光學(xué)設(shè)計時會考慮選擇加工難度較低、易于保證加工精度的玻璃材質(zhì),以盡可能地降低鏡片加工誤差對成像質(zhì)量的影響。”
·鏡頭的鍍膜。騰龍光學(xué)(上海)有限公司課長代理曲凱表示:“鍍膜的工藝有很多種,每個鏡片廠家鍍膜的工藝也具有各自的特點,鍍膜在色彩還原和處理偏光偏色方面起著很大作用。”故鳳凰光學(xué)顧成鋼認(rèn)為:“鏡頭鍍膜是利用真空蒸汽沉積技術(shù)在鏡片上布置一層極薄透明的膜,其作用主要在于增加光線的穿透量、減少眩光及鬼影、得到最佳的顏色和保護(hù)鏡頭;百萬鏡頭通常都要用多層復(fù)合鍍膜方式。”據(jù)悉,鳳凰光學(xué)將采用了鏡片調(diào)芯和鏡頭群組調(diào)芯技術(shù)來保證鏡頭的高像素要求,此項調(diào)芯技術(shù)的發(fā)明專利正在申報中。
技術(shù)面:穩(wěn)固+推新絕對王道
有了合理和優(yōu)秀的鏡頭材質(zhì),一款品質(zhì)較好的鏡頭就成功了一半。但要想徹底的打造一款性能優(yōu)異的鏡頭,除了材質(zhì)上下功夫,鏡頭本身技術(shù)是否過硬,功能是否隨需而添,絕對是取勝之王道。
眾所周知,清晰度效果是衡量一款攝像機(jī)是否優(yōu)異的指標(biāo),對于攝像機(jī)來說,其“眼睛”——鏡頭的效果又是決定攝像機(jī)畫質(zhì)的關(guān)鍵。所以說,鏡頭的成像技術(shù)指標(biāo)尤為重要。上海肯高劉郭艷表示:“影響百萬像素鏡頭成像效果的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)有:大光圈、大景深、非球面鏡片、SD超低色散鏡片及紅外ED鏡片的采用。”而上海騰龍曲凱認(rèn)為:非球面技術(shù)和景深可以說是目前鏡頭研發(fā)較新和關(guān)注較多的兩大技術(shù)。下面,我們就著重對這兩大技術(shù)進(jìn)行闡述,其它就不再詳述。
1、非球面技術(shù)
鳳凰光學(xué)顧成鋼表示:“對于一款鏡頭而言,畫面清晰度尤其是畫面邊緣的清晰度,是體現(xiàn)該款鏡頭優(yōu)劣的重要方面,而改善畫面的畫質(zhì)和邊緣效果主要方法是使用非球面鏡來解決球面鏡片固有的球差、像散、慧差、場曲等造成的清晰度不高邊緣虛化等問題。”
據(jù)悉,非球面鏡片已經(jīng)是目前主流鏡頭廠商采用的技術(shù),可以有效提升畫面周邊清晰度,減小鏡頭體積;此外,其還可有效的增加鏡頭邊緣的透光量,修正球面鏡片造成的像差模糊現(xiàn)象。采訪中多數(shù)廠商表示:雖然多數(shù)廠商在宣傳中大肆渲染非球面鏡片,但實際應(yīng)用較少。這主要是由于非球面鏡片成本較高造成的。如高檔的玻璃非球面鏡片是在玻璃鏡片邊緣運(yùn)用研磨工藝,而普通的是在玻璃球面表面進(jìn)行覆膜,使之成為非球面,這兩種非球面工藝都是要增加成本,尤其是前者。故在批量應(yīng)用當(dāng)中,特別是效果要求不嚴(yán)格的產(chǎn)品中極少見到非球面鏡頭。不過依然有部分廠商表示,在電動變倍的百萬像素鏡頭中,由于鏡頭本身比較貴,要求的效果也比較高,所以非球面是很大的賣點,也是必要的技術(shù)指標(biāo)。
2、景深
上海肯高劉郭艷表示:“大景深的鏡頭對于畫面的縱深清晰度,捕捉運(yùn)動畫面方面有著一定的優(yōu)勢;市面上有人提出了全景深的鏡頭概念,有一定效果,但目前仍只局限于定焦鏡頭的設(shè)計上,變焦鏡頭目前仍無法實現(xiàn)。”
所謂景深,就是高清攝像機(jī)要在監(jiān)控中得到非常清晰的畫面,并且能將整個畫面都清晰地呈現(xiàn)出來,甚至經(jīng)過放大后還可以把遠(yuǎn)端的景物看得很清楚。這個時候就需要鏡頭有不錯的景深,景深越大,在成像后的畫面上能看清晰的遠(yuǎn)近范圍就越大,圖像截圖放大后,可以把遠(yuǎn)端的景物看的更清晰,如道路監(jiān)控中,通過截圖放大后可以看清車牌號碼等。騰龍光學(xué)曲凱也表示:“景深是一個抽象的概念,并沒有具體的數(shù)字來量化。事實上,景深也跟焦距,光圈,監(jiān)控距離有關(guān)系。如果焦距小,景深就好,光圈小,景深也好,監(jiān)控距離越遠(yuǎn),景深也相對來說好一點。主要是根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試來看的。故只有通過成像后的畫面,才可以對比地看出哪款鏡頭景深更大一些。”采訪中了解到,目前市場上,能將高清鏡頭的景深做的較好的廠家只有一兩家,在充分利用了大景深的基礎(chǔ)上,且能將鏡頭做到變焦的過程中始終保持清晰度基本不變,不需要重新聚焦。如上海溫網(wǎng)更是專心致力于高清鏡頭,憑借CCD,CMOS等不同傳感器,研發(fā)的室外電動鏡頭,可監(jiān)控200~1000米不等的距離。
此外,北京泰邦天地推出的根據(jù)自己獨有的技術(shù),推出的信息光學(xué)鏡頭iLensTM1610,宣稱其是第一款采用大光圈大景深(EIDOF)技術(shù)的百萬像素鏡頭。其主要優(yōu)勢:F/#=1.0恒定超大光圈F/#=1.0時的景深略大于現(xiàn)有技術(shù)下F/#=4.0的景深500萬像素高分辨率,最大支持到2/3”的大像面。
3、其他
除了以上具體陳述的非鏡面鏡片和大景深外,上??细邉⒐G還表示:“大光圈對畫面的對比度、銳度等提升,有著不可忽視的影響;弱光、夜間的成像效果也多依賴于大光圈的指標(biāo);光圈不夠大的話,整體畫面偏暗,噪點增加,畫質(zhì)會下降很多。SD超低色散鏡片對于提升畫面的色澤銳利度有著天生的優(yōu)勢,紅外ED鏡片的采用對于提升高清鏡頭的日夜成像效果有著很重要的作用,目前主流鏡頭品牌的高清鏡頭都已經(jīng)偏重于紅外功能的開發(fā)。其可以做到弱光、夜視條件下的清晰監(jiān)控。(高清晰度、紅外對應(yīng))分別從空間和時間上對監(jiān)控的需求進(jìn)行細(xì)節(jié)強(qiáng)化,這恰恰也是監(jiān)控行業(yè)追求的永恒主題。
據(jù)悉,富士膠片研發(fā)的DV3.8X4SR(1/1.8、4-15.2mm3百萬像素、日夜型)、DV4X12.5SR(1/1.8、12.5-50mm3百萬像素、日夜型)鏡頭,增加了日夜兩用的功能,保證24小時的高清。此外,上海肯高研發(fā)的對應(yīng)紅外的電動鏡頭也將于2012年下半年推出,屆時可有效解決平安城市、機(jī)場、港口、高速公路、高速鐵路、森林防火等對于遠(yuǎn)距離、高清晰、日夜對應(yīng)的監(jiān)控需求。
結(jié)語
上海溫網(wǎng)應(yīng)俊也強(qiáng)調(diào):“因目前國外已經(jīng)有調(diào)制鏡頭像素的儀器,但國內(nèi)還沒有類似的儀器,這也因高清進(jìn)入不久,來不及完善各方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以致鏡頭還沒有達(dá)到客觀的檢測籍貫,故當(dāng)一款鏡頭推出時,多數(shù)廠商只能拿到現(xiàn)場進(jìn)行實地檢測,讓廠商和客戶一起進(jìn)行效果檢測。當(dāng)然,因為沒有統(tǒng)一的檢測規(guī)范,故也有部分廠商虛假宣傳,如宣稱產(chǎn)品能做到700萬甚至1000萬像素,但其實只是攝像機(jī)能做到700萬像素而已,鏡頭效果并不一定能達(dá)到。”
由此可見,鏡頭領(lǐng)域除了技術(shù)和研發(fā)面外,在政策面的確需要有一個完善的制度,但在政策未出臺前,筆者認(rèn)為,對于用戶來說,或許多數(shù)廠商宣傳的數(shù)字并不能讓他們完全得已信服,故在選擇產(chǎn)品時,只會選擇可靠的大品牌來尋求“安全感”。為何會有這樣的心理,或許騰龍光學(xué)曲凱說的對:“數(shù)字只是量化,而將圖像做的更好才是取勝的王道!”
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