高清安防監控系統中的鏡頭

　　高清監控具有高清晰、高水準、高分辨率等特點，還可以在各種光線不足的環境下保證動態圖像質量，具有智能視頻分析與自動識別能力，可以實現高質量的安防監控設備，但在高要求的情況下，監控設備的對鏡頭的品質有哪些要求呢?以下從這兩個方面來討論用于安防高清監控系統中的鏡頭。

　　鏡頭的光學性能

　　高清攝像機的出現給安防系統的圖像質量帶來了大幅度的提升。如720p、1080p的IP高清攝像機，3M、5M分辨率的工業高清攝像機等。與之配套的高清鏡頭在市場上也如雨后春筍般大量出現。但實際使用之后發現問題不少，魚龍混雜。有以普通分辨率充高分辨率的，有清晰度不均勻的，有鏡頭中心部分的分辨率達到要求，邊緣分辨率很差的等等，實際應用情況并不樂觀。

　　針對安防系統，特別是道路監控應用領域，要求鏡頭能夠在全視角范圍內都具有高分辨率(如與1080p高清攝像機配合，鏡頭的分辨率要求在2M以上)，簡單而言，就是對鏡頭的MTF曲線圖有較高要求。同時，為了能充分體現攝像機的低照度特性，鏡頭應具備大通光量(F值要小)。

　　●鏡頭的MTF值

　　鏡頭的MTF值可用來分析判斷一個鏡頭的成像質量。MTF值(模量傳遞函數)是對鏡頭的銳度,反差和分辨率進行綜合評價的數值。當然鏡頭的MTF值并非萬能,它沒有表現鏡頭的色差，色散，像場彎曲等，因此不能說明鏡頭的一切，但它確實是現階段表現鏡頭光學能力最科學,最全面的指標。

　　●鏡頭的光圈值

　　光圈系數F值是相對孔徑的倒數，相對孔徑是鏡頭通光直徑除以鏡頭的焦距得出的相對值。F值是衡量鏡頭通光量的一個重要參考指標，光圈系數F值愈小，在同一單位時間內的進光量便愈多。

　　一般監控系統中，特別是道路監控系統中，全天的光照變化很大，在首先保證鏡頭F8光圈內有較好的成像質量之外，用于夜間遠距離監控的鏡頭，其F值要求足夠小，以保證在較大相對口徑狀態下有良好成像質量。當然F值越小，鏡頭的價格越貴，如是大倍數的變焦鏡頭，其鏡頭價格要遠高于攝像機其他部分的價格。而在道路監控系統，特別是城市道路監控中選用的日夜兼用型鏡頭，除了鏡頭的光圈值之外，還要綜合考慮到燈光照明條件下的紅外光修正，以確保成像的清晰。

　　室外的監控系統由于光照變化大，一般要求使用自動光圈鏡頭。當然鏡頭的實際通光量，除了F值之外還與其他因素有關，如鍍膜、鏡頭的材質和鏡頭本身的尺寸有關。我們在測試中曾經發現同樣的F值，實際的通光量會相差20%。

　　綜合以上鏡頭的光學性能，以及監控系統的特殊要求，即要求在相對大的光圈下，鏡頭的MTF要高質量，能夠如實體現高清攝像機性能的高清鏡頭對選材、制造工藝等都有非常高的要求。

　　根據市場上鏡頭的綜合性價比，我們建議手動變焦鏡頭的F值在1.2～1.4，電動變焦鏡頭的F值在1.6～1.8。這樣才能最大限度體現出攝像機的低照度性能。

　　高清鏡頭的工程性能

　　高清監控系統的應用中，鏡頭除了要有好的光學性能之外，良好的工程性能(易調試、高穩定性)已凸顯其重要性，否則鏡頭聚焦的不精確將造成圖像質量的下降，無法體現高清的優勢。

　　鑒于此，我們建議應用于高清體系下，多用于固定監控點的手動變焦鏡頭應具備以下工程特性：

　　多相位聚焦點：傳統的手動變焦鏡頭聚焦點只有1個，這在高清系統下，聚焦點的掌握非常困難，特別是室外調整。多相位聚焦點可確保調試的精確，確保高清質量。

　　變動聚焦功能：在鏡頭的聚焦完成后，調整鏡頭的焦距仍能保持圖像的清晰，直至要求的焦距。

　　隨著高清監控發展的日趨明顯，安防行業技術慢慢走向成熟，高清鏡頭除了光學性能的提升，鏡頭的生產和組裝也發生著變化。如今，百萬像素鏡頭面臨的主要問題有兩個：一是制造工藝、加工精密度等方面都比普通鏡頭要高;二是目前在監控高清領域，后端很多產品如傳輸設備、顯示設備、錄像設備、帶寬等的高清化還不理想，面對如此挑戰，百萬高清監控鏡頭要想真正實現普及還有一定的難度。不過種種跡象表明，百萬高清鏡頭的出頭之日不會太久，在未來3-5年內，高清監控鏡頭將擁有理想的市場反應。