百萬(wàn)高清監(jiān)控鏡頭實(shí)際應(yīng)用技術(shù)分析

　　高清監(jiān)控近兩年來(lái)呼聲甚高，而攝像機(jī)作為視頻監(jiān)控的先頭部隊(duì)，必然成為眾廠商和用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。所謂“工欲善其事，必先利其器”，有了攝像機(jī)，如果沒(méi)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(gè)高清監(jiān)控系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一。

　　捋清：百萬(wàn)高清鏡頭概念和分類

　　據(jù)悉，目前活躍在國(guó)內(nèi)鏡頭市場(chǎng)的主要廠商有日系騰龍、圖麗、精工、賓得、FUJINO、computar，KOWA、SENKO，以及國(guó)內(nèi)的上海鳳凰、福建福光、鴻發(fā)光電、啟光、長(zhǎng)春東亞光學(xué)等，而百萬(wàn)高清監(jiān)控鏡頭，在國(guó)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(zhǎng)。在關(guān)注鏡頭為何有如此火爆市場(chǎng)前，我們先有必要先了解一下百萬(wàn)像素鏡頭的概念。

　　百萬(wàn)像素鏡頭=高清鏡頭?

　　·百萬(wàn)像素鏡頭等于高清鏡頭。北京泰邦天地科技有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理吳丹認(rèn)為：“目前市場(chǎng)普遍認(rèn)為，達(dá)到720P才可以稱為百萬(wàn)像素鏡頭。”上?？细呱藤Q(mào)有限公司北京分公司營(yíng)業(yè)擔(dān)當(dāng)劉郭艷表示贊同，其除了認(rèn)為百萬(wàn)像素鏡頭就是“高清鏡頭”外。

　　·百萬(wàn)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(yíng)銷部部長(zhǎng)顧成鋼認(rèn)為：“百萬(wàn)像素”按照字面理解即使是超過(guò)100萬(wàn)像素，但100萬(wàn)、130萬(wàn)、200萬(wàn)、500萬(wàn)像素，雖然均屬于百萬(wàn)像素，但并非完全屬于‘高清鏡頭’。

　　事實(shí)上，“高清”的標(biāo)準(zhǔn)一直是行業(yè)內(nèi)爭(zhēng)論的話題。“高清”應(yīng)該是一個(gè)完整的技術(shù)概念，包括從拍攝、制作、存儲(chǔ)、發(fā)行、顯示的完整流程。目前比較成熟的是針對(duì)“高清顯示”系統(tǒng)的定義，根據(jù)美國(guó)先進(jìn)電視系統(tǒng)委員會(huì)(簡(jiǎn)稱ATSC)對(duì)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(gè)過(guò)渡性指標(biāo)，事實(shí)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)事實(shí)來(lái)測(cè)算，720P的物理像素約為100萬(wàn)像素，1080P對(duì)應(yīng)的是約200萬(wàn)像素，那么高于200萬(wàn)像素的設(shè)備才是“高清”真正的入門(mén)門(mén)檻。

　　百萬(wàn)像素高清鏡頭分類

　　上?？细邉⒐G表示：百萬(wàn)像素鏡頭按照按照焦距類型分為包括定焦、手動(dòng)變焦、電動(dòng)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(chǎng)合;手動(dòng)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(chǎng)合;電動(dòng)變焦類一般用在室外遠(yuǎn)距離場(chǎng)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(xiàng)目。

　　另外，如果百萬(wàn)像素鏡頭按照像素來(lái)區(qū)分，又可分為百萬(wàn)像素、130萬(wàn)像素、150萬(wàn)、像素、200萬(wàn)像素、300萬(wàn)像素、500萬(wàn)像素、800萬(wàn)像素、1000萬(wàn)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(lái)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(duì)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(duì)高清監(jiān)控，推出了500萬(wàn)像素2/3靶面12mm、16mm、25mm、35mm工業(yè)級(jí)監(jiān)控鏡頭，該系列鏡頭特點(diǎn)畫(huà)面超清晰、邊緣畫(huà)質(zhì)好、光透過(guò)率高、畸變小、安裝、且對(duì)焦便利，除了品質(zhì)較好外，其成本也較實(shí)惠，是進(jìn)口同類產(chǎn)品的一半。

　　征服用戶：用實(shí)力說(shuō)話

　　無(wú)論百萬(wàn)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(huà)質(zhì)為主的監(jiān)控市場(chǎng)已越來(lái)越受到用戶的認(rèn)可，隨著百萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)的銷量越來(lái)越高，百萬(wàn)像素鏡頭的需求也水漲船高。那么，百萬(wàn)像素鏡頭究竟是憑借怎樣的魅力與特質(zhì)打動(dòng)用戶。用富士膠片(中國(guó))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(lái)分析：“百萬(wàn)像素鏡頭無(wú)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(wàn)像素鏡頭因應(yīng)監(jiān)控市場(chǎng)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(shuō)：百萬(wàn)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(lái)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(shí)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(yàn)。”

　　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(wàn)像素鏡頭在研發(fā)上主要會(huì)考慮以下三個(gè)方面的因素。

　　·鏡頭的設(shè)計(jì)。鏡頭的設(shè)計(jì)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(wàn)像素鏡頭前，進(jìn)行周密的光學(xué)設(shè)計(jì)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(shì)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(diǎn)，但是對(duì)室外溫度的感應(yīng)沒(méi)有那么強(qiáng)烈;而玻璃材質(zhì)是過(guò)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(huì)選擇的鏡片材質(zhì)，主要因其耐震、耐高溫，但弊端也是開(kāi)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(lái)進(jìn)行材質(zhì)的選擇。”然鳳凰光學(xué)顧成鋼認(rèn)為：“百萬(wàn)像素鏡頭因有高成像質(zhì)量要求，因此在光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)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(duì)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(zhǎng)代理曲凱表示：“鍍膜的工藝有很多種，每個(gè)鏡片廠家鍍膜的工藝也具有各自的特點(diǎn)，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(wàn)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(lái)保證鏡頭的高像素要求，此項(xiàng)調(diào)芯技術(shù)的發(fā)明專利正在申報(bào)中。

　　技術(shù)面：穩(wěn)固+推新絕對(duì)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(guò)硬，功能是否隨需而添，絕對(duì)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(duì)于攝像機(jī)來(lái)說(shuō)，其“眼睛”——鏡頭的效果又是決定攝像機(jī)畫(huà)質(zhì)的關(guān)鍵。所以說(shuō)，鏡頭的成像技術(shù)指標(biāo)尤為重要。上?？细邉⒐G表示：“影響百萬(wàn)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(shuō)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(duì)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(duì)于一款鏡頭而言，畫(huà)面清晰度尤其是畫(huà)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(huà)面的畫(huà)質(zhì)和邊緣效果主要方法是使用非球面鏡來(lái)解決球面鏡片固有的球差、像散、慧差、場(chǎng)曲等造成的清晰度不高邊緣虛化等問(wèn)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(huà)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(shí)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(jiàn)到非球面鏡頭。不過(guò)依然有部分廠商表示，在電動(dòng)變倍的百萬(wàn)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(mài)點(diǎn)，也是必要的技術(shù)指標(biāo)。

　　2、景深

　　上?？细邉⒐G表示：“大景深的鏡頭對(duì)于畫(huà)面的縱深清晰度，捕捉運(yùn)動(dòng)畫(huà)面方面有著一定的優(yōu)勢(shì);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(jì)上，變焦鏡頭目前仍無(wú)法實(shí)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(huà)面，并且能將整個(gè)畫(huà)面都清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，甚至經(jīng)過(guò)放大后還可以把遠(yuǎn)端的景物看得很清楚。這個(gè)時(shí)候就需要鏡頭有不錯(cuò)的景深，景深越大，在成像后的畫(huà)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(guò)截圖放大后可以看清車(chē)牌號(hào)碼等。騰龍光學(xué)曲凱也表示：“景深是一個(gè)抽象的概念，并沒(méi)有具體的數(shù)字來(lái)量化。事實(shí)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(duì)來(lái)說(shuō)好一點(diǎn)。主要是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)看的。故只有通過(guò)成像后的畫(huà)面，才可以對(duì)比地看出哪款鏡頭景深更大一些。”采訪中了解到，目前市場(chǎng)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(guò)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(dòng)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(dú)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(wàn)像素鏡頭。其主要優(yōu)勢(shì)：F/#=1.0恒定超大光圈F/#=1.0時(shí)的景深略大于現(xiàn)有技術(shù)下F/#=4.0的景深500萬(wàn)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⒐G還表示：“大光圈對(duì)畫(huà)面的對(duì)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(huà)面偏暗，噪點(diǎn)增加，畫(huà)質(zhì)會(huì)下降很多。SD超低色散鏡片對(duì)于提升畫(huà)面的色澤銳利度有著天生的優(yōu)勢(shì)，紅外ED鏡片的采用對(duì)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(kāi)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(duì)應(yīng))分別從空間和時(shí)間上對(duì)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(wàn)像素、日夜型)、DV4X12.5SR(1/1.8、12.5-50mm3百萬(wàn)像素、日夜型)鏡頭，增加了日夜兩用的功能，保證24小時(shí)的高清。此外，上海肯高研發(fā)的對(duì)應(yīng)紅外的電動(dòng)鏡頭也將于2012年下半年推出，屆時(shí)可有效解決平安城市、機(jī)場(chǎng)、港口、高速公路、高速鐵路、森林防火等對(duì)于遠(yuǎn)距離、高清晰、日夜對(duì)應(yīng)的監(jiān)控需求。

　　結(jié)語(yǔ)

　　上海溫網(wǎng)應(yīng)俊也強(qiáng)調(diào)：“因目前國(guó)外已經(jīng)有調(diào)制鏡頭像素的儀器，但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有類似的儀器，這也因高清進(jìn)入不久，來(lái)不及完善各方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以致鏡頭還沒(méi)有達(dá)到客觀的檢測(cè)籍貫，故當(dāng)一款鏡頭推出時(shí)，多數(shù)廠商只能拿到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，讓廠商和客戶一起進(jìn)行效果檢測(cè)。當(dāng)然，因?yàn)闆](méi)有統(tǒng)一的檢測(cè)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(wàn)甚至1000萬(wàn)像素，但其實(shí)只是攝像機(jī)能做到700萬(wàn)像素而已，鏡頭效果并不一定能達(dá)到。”

　　由此可見(jiàn)，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(gè)完善的制度，但在政策未出臺(tái)前，筆者認(rèn)為，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，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(shí)，只會(huì)選擇可靠的大品牌來(lái)尋求“安全感”。為何會(huì)有這樣的心理，或許騰龍光學(xué)曲凱說(shuō)的對(duì)：“數(shù)字只是量化，而將圖像做的更好才是取勝的王道!”