解析高清鏡頭的四大問題
高清鏡頭搭配高清攝像，已是近兩年來明顯的產(chǎn)品應(yīng)用趨勢，監(jiān)控應(yīng)用市場對鏡頭的功能要求及應(yīng)用能力也越來越高，加上攝像機(jī)在高清的發(fā)展上一直領(lǐng)先鏡頭的發(fā)展，使得高清與百萬像素鏡頭仍有很大向上發(fā)展的空間。
怎樣的鏡頭才是高清鏡頭
對高清攝像機(jī)而言，可以配用號稱百萬像素的普通鏡頭，也可以配百萬高清鏡頭，更可以配300萬高清鏡頭，而在相同攝像機(jī)情況下，畫面最終的表現(xiàn)，鏡頭的分辨率起了決定性的作用。
根據(jù)部分產(chǎn)品公布的技術(shù)指標(biāo)來看，一般的“百萬像素鏡頭”其中心部分解像力只有100萬像素，而周邊會衰減至僅50~60萬像素。目前，市場上主流的 “百萬像素高清”鏡頭，公布的技術(shù)指標(biāo)通常是場高的70%為半徑的成像圓，解像力達(dá)到300萬像素，場高70%的成像圓以外的部分可以達(dá)到解像力100萬像素以上。
現(xiàn)在市場上，僅有極少數(shù)的“高清”鏡頭產(chǎn)品能做到：在場高的80%為半徑的成像圓，解像力達(dá)到300萬像素，同時場高80% 的成像圓周圍的部分，解像力仍維持在200萬像素以上。因而不難看出：由于高清鏡頭和普通鏡頭之間存在著巨大價差，因此市場上出現(xiàn)越來越多的混淆概念的鏡頭定義，使消費者霧里看花。但是將這些“美麗”的面紗揭去后，高價背后的不一定就是高質(zhì)量的產(chǎn)品。
如今，隨著高清攝像機(jī)、高清監(jiān)視器、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)燃夹g(shù)的發(fā)展和成熟，CCTV安防市場也正跨入了高清時代。在如此的技術(shù)升級換代的浪潮中，鏡頭不應(yīng)成為CCTV市場高清發(fā)展的絆腳石，所以，明確統(tǒng)一的“高清鏡頭”指標(biāo)成為時下的當(dāng)務(wù)之急。
高清鏡頭四大關(guān)注問題
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?
一、鏡頭采用ED鏡片是關(guān)鍵
常用的安防監(jiān)控市場，更多地采用的是定焦或者手動變焦的鏡頭，因為監(jiān)控距離較近，一般采用的鏡頭焦距在50mm以內(nèi)。這種場景對鏡頭的防色散性能幾乎沒有要求。但一旦采用了電動變焦鏡頭來對較遠(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)過鏡頭折射后會出現(xiàn)焦點偏移，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表現(xiàn)出來。而進(jìn)入高清時代，在常用的120mm焦距段的電動變焦鏡頭，已經(jīng)比較明顯的可以看到這個問題。這就在材質(zhì)和鍍膜精度上對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)對成像效果的影響越發(fā)明顯。
二、大口徑設(shè)計是關(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)我們實際經(jīng)驗，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，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，光通量也會隨之變化，焦距越長，光通量越差。當(dāng)焦距拉長到最大值時，光通量減到最弱。雖然是白天，但對于攝像機(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)就會因為照度不夠出現(xiàn)畫面質(zhì)量衰減。解決這種問題可以從兩方面入手：
1、采用針對遠(yuǎn)距離監(jiān)控設(shè)計的高清攝像機(jī)，例如高清SDI攝像機(jī)，這種攝像機(jī)除了最低照度做到0.3Lux的同時，還針對遠(yuǎn)距離監(jiān)控領(lǐng)域加入了針對色彩還原和低照度圖像增強(qiáng)技術(shù)。使得在光通量下降時也能得到清晰的畫面。
2、提高焦距拉長時鏡頭的光通量。鏡頭一旦生產(chǎn)出來，光通量的范圍即確定下來，不可更改。因此我們必須在選擇鏡頭時挑選那些長焦距時光通量性能較好的產(chǎn)品。根據(jù)鏡頭的光學(xué)關(guān)系，F(xiàn)(光通量的反比)=f(焦距)/D(鏡頭前有效口徑)。F值是光通量反比，這個值越小，光通量性能越好。那么在f相同的情況下，選擇有效口徑越大的鏡頭，得到的畫面效果越好。
三、IR功能容易被忽視
用戶關(guān)注高清系統(tǒng)，不只是關(guān)注白天能否得到清晰的畫面，夜晚的監(jiān)控性能也是關(guān)注的要點。在高清系統(tǒng)里面，IR功能被普遍淡忘。但隨著高清系統(tǒng)感光性能的提高，全天候監(jiān)控系統(tǒng)中，IR功能逐漸得到用戶的認(rèn)可。尤其是電動變焦系統(tǒng)，IR功能至關(guān)重要。對于配合激光照明器等輔助光源的系統(tǒng)，IR功能是否具備，將直接影響到該系統(tǒng)的使用便捷性和可用性。
四、大靶面設(shè)計對攝像機(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，就會遇到許多困惑。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)格實際情況多采用以下兩種：
1、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，如果采用1/3”鏡頭，將會使得畫面產(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。
2、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，如果采用1/2“的產(chǎn)品，或多或少可能會出現(xiàn)暗角的情況。因此客戶選擇配置時，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。
總之，對于高清成像系統(tǒng)，相對于成熟的模擬監(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，同時隨著需求的旺盛，將反過來推動產(chǎn)品的不斷升級、發(fā)展。