網(wǎng)絡(luò )攝像機之春防技術(shù)：鏡頭發(fā)展與選用

隨著(zhù)近幾年百萬(wàn)像素攝像機的普及，相對應的，百萬(wàn)像素鏡頭的需求也隨之增長(cháng)。除了傳統的交通領(lǐng)域，其他如城市監控等新興行業(yè)應用也將高清系統列為首選。面對各大安防廠(chǎng)商琳瑯滿(mǎn)目的產(chǎn)品，用戶(hù)如何來(lái)選擇適合自己的鏡頭？

鏡頭技術(shù)的發(fā)展

從鏡頭再到機芯，國內機芯廠(chǎng)商取得研發(fā)成果之前，機芯的大半江山都被日本索尼、日立、三洋和韓國LG、三星、CNB等掌控;占機芯成本一半的鏡頭又被日本長(cháng)野、騰龍、佳能等企業(yè)所壟斷;CCD、CMOS等關(guān)鍵元件又被SONY或美國等其他國家跨國集團所獨占，而高端自動(dòng)對焦的算法和高端夜視補光等核心技術(shù)在國內仍屬空白。就機芯而言，關(guān)鍵技術(shù)在鏡頭、自動(dòng)對焦、成像器件三方面。而面對如此境況，眾多有實(shí)力的國內優(yōu)秀民族安防企業(yè)，堅持不斷創(chuàng )新，從主控板、鏡頭、光學(xué)設計及生產(chǎn)已實(shí)現了完全的自主研發(fā)、自主完成。

自動(dòng)變倍聚焦鏡頭

在自動(dòng)變倍聚焦鏡頭方面，全世界仍是以日本騰龍、長(cháng)野和佳能為主要廠(chǎng)家。此外，國內深圳有鏡頭制造商通過(guò)自己設計和生產(chǎn)，逐漸迎頭趕上也取得了技術(shù)上重大突破。該廠(chǎng)商的鏡頭技術(shù)，如自動(dòng)光圈、IR-CUT切換、多層鍍膜、非球面、低色散、大光圈(光圈值F1.6-F3.2)等技術(shù)呈現出明顯的整體優(yōu)勢，已具備了全功能、高性?xún)r(jià)比、小體積型變焦鏡頭研發(fā)和生產(chǎn)能力。

國內光學(xué)技術(shù)已經(jīng)取得很大發(fā)展，以深圳某國內鏡頭制造商為例，其光學(xué)技術(shù)特點(diǎn)鮮明，采用了高折射率、低色散材料和多枚非球面鏡片，有效抑制高級球差色差，并確保中心和周邊軸向和法向同時(shí)擁有高解像度和高對比度，視場(chǎng)角達到60°～2.7°。

光電圖像處理主控板

目前國內機芯方案仍沒(méi)有達到高度自主研發(fā)和生產(chǎn)，對國外主要零配件的依賴(lài)性還較強。但國內廠(chǎng)家通過(guò)不同方案的選用，可以自行開(kāi)發(fā)出符合國內安防企業(yè)所需的機芯方案，如國內某機芯廠(chǎng)家，其主要采用SONY和SHARP方案;為了滿(mǎn)足不同客戶(hù)和行業(yè)需求，開(kāi)發(fā)了三種不同領(lǐng)域的控制板卡方案：EFFIO-E(經(jīng)濟)、EFFIO-S(標準)、EFFIO-P(專(zhuān)業(yè))。

高清鏡頭的選用

相對普通鏡頭，百萬(wàn)像素鏡頭具有無(wú)可比擬的特點(diǎn)及優(yōu)勢，但是我們在選擇百萬(wàn)像素鏡頭時(shí)應需要注意哪些問(wèn)題？

清晰度對應

高清攝像機剛剛進(jìn)入市場(chǎng)，清晰度往往在100萬(wàn)像素左右，用戶(hù)往往覺(jué)得百萬(wàn)像素鏡頭造價(jià)太高。而高清攝像機配置標清的鏡頭，效果還可以，且比標清系統的清晰度已經(jīng)得到了大幅提升。但很多系統會(huì )出現畫(huà)面模糊，尤其是畫(huà)面中心清晰，邊緣模糊的情況，對此進(jìn)行調試也無(wú)法達到滿(mǎn)意效果。隨著(zhù)200萬(wàn)、300萬(wàn)、500萬(wàn)攝像機進(jìn)入市場(chǎng)，用戶(hù)對百萬(wàn)像素鏡頭也逐漸了解，開(kāi)始理性地根據攝像機選擇合適的鏡頭。

百萬(wàn)像素鏡頭從清晰度劃分，常見(jiàn)的有130萬(wàn)像素對應、200萬(wàn)像素對應、300萬(wàn)像素對應，高端的有500萬(wàn)像素對應的產(chǎn)品，而個(gè)別優(yōu)秀廠(chǎng)商已經(jīng)做到了1000萬(wàn)像素對應。那么在選擇鏡頭時(shí)要根據攝像機的最高分辨率來(lái)選擇相同或高于其像素的鏡頭產(chǎn)品。例如交通常用的200萬(wàn)像素的抓拍CCD攝像機，就應該根據實(shí)際應用環(huán)境選擇25mm或35mm對應200萬(wàn)像素的產(chǎn)品。目前常見(jiàn)的電動(dòng)變焦鏡頭的清晰度一般在130萬(wàn)像素對應，而長(cháng)焦、高清鏡頭的需求是多樣的。針對200萬(wàn)以上高清攝像機，應該選擇對應其清晰度的高清電動(dòng)變焦鏡頭，那么200萬(wàn)以上對應的產(chǎn)品才是首選。當然，更高清晰度的產(chǎn)品應該選擇更高像素的鏡頭，例如300萬(wàn)、500萬(wàn)對應的產(chǎn)品。

根據攝像機應用選擇功能相符的產(chǎn)品

某些項目攝像機在使用過(guò)程中需要配合紅外補光燈，那么應該使用具備IR功能的鏡頭，這樣，在夜晚也能得到更加明亮的畫(huà)面，同時(shí)也降低夜晚虛焦的問(wèn)題。而對于較為苛刻的環(huán)境，例如配合激光燈，對遠距離目標監控，就要保證非可見(jiàn)光波長(cháng)在900um時(shí)依然能夠達到60%以上的透射率。

利用自動(dòng)聚焦功能鏡頭解決延時(shí)問(wèn)題

目前市場(chǎng)上大部分高清攝像機均采用IP方式輸出，即在攝像機內部即完成編碼。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸后，在監控中心需要解碼才能顯示在屏幕上。大家都知道，攝像機在編碼過(guò)程中會(huì )造成延時(shí)，同樣的，網(wǎng)絡(luò )傳輸也會(huì )延時(shí)，監控中心解碼過(guò)程也會(huì )制造延時(shí)，因此，經(jīng)過(guò)設備越多、轉發(fā)次數越多，延時(shí)也就越長(cháng)，這些延時(shí)疊加在一起，將嚴重影響監控人員的操作。對于定焦的產(chǎn)品，這部分延時(shí)相對影響較小。而對于采用電動(dòng)變焦鏡頭的系統，則帶來(lái)了使用的尷尬。一方面是高清的系統，一方面是由于上面提到的延時(shí)疊加，就會(huì )造成畫(huà)面總是聚焦不清楚，或者是聚焦時(shí)間過(guò)長(cháng)，無(wú)法迅速捕捉到目標。在這種情況下就要選擇具備自動(dòng)聚焦功能的產(chǎn)品。采用自動(dòng)聚集鏡頭，在前端就自動(dòng)完成了聚焦過(guò)程，使得傳輸回中心的畫(huà)面始終是清晰的，可以給高清系統帶來(lái)如下好處：1、減少操作人員對鏡頭的聚焦操作，延長(cháng)了電機使用壽命;2、由于畫(huà)面始終清晰，攝像機在編碼時(shí)就可以有更高效率和更高的壓縮比，降低了傳輸和存儲的資源占用;3、縮短了目標捕捉時(shí)間，使得監控人員在單位時(shí)間內可以瀏覽更多的畫(huà)面，從而提高了監控系統的效果。

隨著(zhù)高清攝像機的普及，越來(lái)越多的系統需要高清鏡頭的接入。各大鏡頭廠(chǎng)商均推出了不同焦距段的高清產(chǎn)品，給用戶(hù)提供了更多的選擇。隨著(zhù)ED鏡片、自動(dòng)聚焦等功能在高清鏡頭中的應用，使得高清電動(dòng)變焦鏡頭與標清的產(chǎn)品差異越來(lái)越小。未來(lái)的趨勢將是產(chǎn)品的大融合，高清產(chǎn)品將逐漸替代現有的標清產(chǎn)品，成為市場(chǎng)的主流。