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高清用的百万摄像机镜头与一般镜头差异
发布时间:2019-09-29 19:00:00| 浏览次数:

在即将过去的2015年,全球安防监控领域在国内几家巨头公司的带领下依旧在成像光学的潮流中迅猛发展。而作为安防摄像机最前端的排头兵——镜头市场在近几年安防事业发展中更是异军突起,跟随满足后端传输成像等新技术的需求,安防镜头不断更新换代,新型号和新参数镜头接踵而来层出不穷。

随着前些年开始流行的HDCVI技术与高清网络摄像机IPC的发展,前端摄像头从最初的标清逐步向高清、超高清发展,不仅像素方面有了突破性进展,镜头的成像品质也开始备受关注。而今265高效率压缩编解码技术的问世,让当初可望而不可及的4K高清画幅得以实现并不断成熟,这一传输技术上的重大突破,击碎了摄像机高清成像的平静,与此同时也再一次为摄像机前端的镜头提供了一个极其广阔的发展环境,此期间,大批量的超高清、高品质镜头如雨后春笋般涌现出市场,工业安防摄像头的像素与成像质量正在直逼民用单反摄像头。   

安防摄像机的光学系统是典型的传统成像光学系统,主要有光电传感器(Image Sensor)、镜头(Lens)和调焦机构组成,外界光线通过镜头的接收传递到Sensor表面,光信号经Sensor转变成电信号传递到后端处理,最终体现在显示器中。故镜头作为摄像机的最前端,其接收到的外界光线是摄像机收到的第一手信息,可见镜头在摄像机中所扮演角色的重要性。
    接下来笔者分析一下未来的发展方向   

镜头作为摄像机的最前端,其重要性不必赘述。265高效压缩解码技术与4K高清成像技术击碎了新一阶段的超高清成像的瓶颈,超高清成像的大门与之开启的同时也为安防摄像机的光学系统提出了更高的新需求;4/3 inch大靶面Image Sensor搭载1200万像素强势上市,预示着安防镜头的市场即将更新换代。

 1. 高清画幅、超高像素。   

随着大靶面Sensor时代的到来,超高像素的概念也被提升了一个档次,4/3inch有效成像面搭载1200万像素Image Sensor已经广泛应用到智能交通、平安城市等重要领域项目中;265高效压缩编码技术也在不断的考验中日剧成熟;而4K成像技术也给市场及用户带来了长久期待之外的惊艳效果。上述传输、成像技术的突破与大靶面Sensor的问世无形中也对镜头提出了高分辨率的需求。分辨率是指镜头再现被摄景物细节的能力,分辨率越高,画面越清晰细腻;反差是指再现被摄景物的反差细节、明暗层次的能力,反差越高,画面景物轮廓鲜明、边缘锐利、层次丰富、质感强烈、影调明朗。分辨率高而反差低的镜头,影像轮廓不清晰,反差灰暗,影调平淡,给人感觉反而不清晰。

2. 大Pixel、低噪声   高清画幅的大靶面不仅为我们带来了高像素的画质体验,其更重要的一点   是大靶面Sensor为每一个像素点提供了更大的空间;相对于之前的小Pixel Size Sensor,大Pixel所能接收到的光线更加充足,各个波段的光均能够较多的传递到Pixel上来,是画面色彩更加饱满;不仅如此,大Pixel的大空间给了Sensor生产工艺升级的宝贵机会,加之大Pixel所接收到有效光线增多,Sensor的信噪比会大幅度提升,这也为前端采图提供了有力的保驾护航。

3. 大光圈、可变光圈   

如今安防监控日趋高清化、网络化,安防摄像机的应用也越来越广泛,很多监控条件差、光线昏暗且变化无常的地方需要安装功能多样的摄像机,尤其是需求满足全天候24小时监控的环境条件。对于夜晚等超低照度环境,如果镜头采集光线不够,会导致画面昏暗甚至全黑的情况,严重影响清晰度。摄像机低照度性能的提升,超大光圈镜头是关键技术之一。   

如遇光线经常变化的环境,如车库门口的车牌识别摄像头经常被来往的车灯照射,可以选择可变光圈,根据外界光线环境不同随时调整光圈大小,控制进光量,故未来大光圈与新形势的可变光圈依旧是镜头未来发展的延续方向。  

4. 夜间监控   

目前安防监控行业越来越重视夜间低照度或者零照度的监控效果。目前较多的产品在低照度或者零照度环境下,需要依靠闪光灯补光进行拍摄,而很多国家不允许使用闪光灯,所以更加要依靠大Pixel Sensor 和大光圈镜头以及后端图像处理的支持。   同时,在保证日间像质的前提下,可以利用红外滤片功能,ED(低折射率高色散系数)玻璃较好地校正色差,提高日夜成像的共焦能力和像质。近年来,各大玻璃厂商也在竭力推广ED玻璃。

 5. 超广角、大视场   安防行业正在向着高清化、网络化、智能化方向发展。其中大屏全景拼接   技术目前备受瞩目,即将多个摄像机所拍摄到的画面通过通过图像算法的处理并进行图像拼接,使之成为一张图片,以给人一种全景观测的体验。在实际项目中规划中摄像机所安放的位置、角度、个数直接影响全景成像的效果,综合效果、算法与成本方面的考虑,使用大视场角的广角镜头能够相对比较轻松的实现使用较少摄像机进行大画幅监控。不仅全景拼接技术,在一些视野开阔的广场,广角摄像机也能体现出它强大的优势,相对于普通摄像机,广角摄像机能够同一时间监控更大区域。   广角摄像头的最大弊端在于周边视场畸变较大,导致拍摄图像变形,且随着视场角的增大,图像变形愈加严重,不过目前后道图像畸变矫正技术已经比较成熟,图像变形已经无法限制广角镜头的发展和应用。


 
 
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