辨識監(jiān)控鏡頭優(yōu)劣四部曲之參數(shù)篇

從外觀上辨識監(jiān)控鏡頭的優(yōu)劣，主要注意一下幾點：一是先看監(jiān)控鏡頭外觀的細(xì)膩度;二是感受監(jiān)控鏡頭手感，三是看鍍膜，感受監(jiān)控鏡頭通光量。這些僅僅是從外觀上，對監(jiān)控鏡頭的一個基礎(chǔ)了解。那么，從鏡頭參數(shù)上，我們應(yīng)該如何解讀監(jiān)控鏡頭呢?又如何辨別怎樣的監(jiān)控鏡頭才是最好的監(jiān)控鏡頭呢?

大家都知道，工程設(shè)計人員和施工人員都要經(jīng)常與鏡頭打交道：設(shè)計人員要根據(jù)物距、成像大小計算鏡頭焦距，施工人員則需要進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試、安裝。鏡頭的接口規(guī)格、鏡頭靶面大小、通光量、最小物距甚至使用環(huán)境的溫度變化都會對鏡頭的成像效果有影響。今天筆者與深圳超音速AVENIR ETOKU精工鏡頭的工程師來一起聊一下如何通過監(jiān)控鏡頭的這些參數(shù)，了解監(jiān)控鏡頭的優(yōu)劣。

從基本參數(shù)了解監(jiān)控鏡頭的匹配度

為什么在選擇鏡頭時需要考慮成像尺寸的大小?因為成像尺寸是判別監(jiān)控鏡頭是否匹配的重要參數(shù)之一。據(jù)超音速AVENIRETOKU精工鏡頭的高級工程師介紹：“監(jiān)控鏡頭常用的成像尺寸一般有：1/3”1/2.7”1/2.5”、1/1.8”、1/2”2/3”1”等規(guī)格。若選用的監(jiān)控鏡頭尺寸小于攝像機靶面大小時，監(jiān)控畫面會出現(xiàn)暗角現(xiàn)象。若監(jiān)控鏡頭尺寸大于攝像機靶面時，監(jiān)控畫面的監(jiān)控角度則會變小。最好的搭配是監(jiān)控鏡頭的尺寸與攝像機的靶面大小相匹配。”

監(jiān)控鏡頭的標(biāo)準(zhǔn)接口分為C接口和CS接口兩種，所有攝像機的接口都是螺紋接口，C接口和CS接口的螺紋部分相同，但兩者從鏡頭的法蘭面到CCD/COMS表面的距離不同。CS接口的鏡頭到攝像機感光表面的距離為12.5mm，C接口的監(jiān)控鏡頭到攝像機感光表面的距離為17.526mm，，將C接口的監(jiān)控鏡頭安裝到CS接口的攝像機上需要加一個5MM轉(zhuǎn)接圈。

通光量大小對監(jiān)控鏡頭的實際影響

在視頻監(jiān)控工程應(yīng)用當(dāng)中，很多用戶、工程商對于如何選擇一款優(yōu)秀的鏡頭十分迷惑，我們都知道好的鏡頭產(chǎn)品與好的攝像機搭配，才能顯示出優(yōu)秀的成像效果。就判斷監(jiān)控鏡頭F值方面也有很多學(xué)問。

F值是判斷鏡頭通光量的主要指標(biāo)。它是鏡頭焦距與通光孔徑的比值，在焦距固定的情況下，通光孔徑越大，F(xiàn)值越小，表示監(jiān)控鏡頭的通光能力越強。監(jiān)控鏡頭F值越小，鏡頭是不是一定就越好呢?舉例來說，在監(jiān)控鏡頭焦距固定的情況下，F(xiàn)1.0的鏡頭和F1.2的鏡頭相比，不言而喻，F(xiàn)1.0的鏡頭通光更好。不過真正能夠體現(xiàn)出F1.0與F1.2的區(qū)別也只是在光線較暗的情況下。在比較暗的環(huán)境下，F(xiàn)值小的鏡頭可能還可以看到一點圖像，而F值大的鏡頭已經(jīng)看不到圖像。但是在實際應(yīng)用中，施工人員和甲方都發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)值小的鏡頭在此時觀察到的一點圖像并不能達(dá)到監(jiān)控的目的，實際工程中要達(dá)到真正的監(jiān)控還是需要加補光燈來滿足要求。在光線比較充足的情況下，兩者的區(qū)別就不明顯了。同時在監(jiān)控鏡頭的光學(xué)設(shè)計過程中，為了讓其通光量更好，不可避免導(dǎo)致監(jiān)控鏡頭景深變短，可以看清楚的范圍比F1.2的監(jiān)控鏡頭要小。簡單的說，在學(xué)校大門、地鐵出口等人流量大的地方，需要同時看清楚視野前后左右范圍內(nèi)的人物時，F(xiàn)1.2的監(jiān)控鏡頭的效果就比F1.0的效果要好的多。而在成本上來看，F(xiàn)1.0的監(jiān)控鏡頭與F1.2的監(jiān)控鏡頭的投入并非1：1.2的關(guān)系。為了讓監(jiān)控鏡頭的F值達(dá)到F1.0所投入的成本要高F1.2監(jiān)控鏡頭的最少一倍。F值是鏡頭的主要成本投入所在。

同時，由于紅外技術(shù)的應(yīng)用，鏡頭的夜視效果的要求提高，F(xiàn)值越小越好的神話也得以打破。實際監(jiān)控工程中，要達(dá)到真正的監(jiān)控，添加紅外補光燈完全可以補足監(jiān)控鏡頭F值稍小帶來的問題。所以要提醒大家注意不要盲目選擇F值小的鏡頭，不要盲目認(rèn)為F值小的鏡頭就可以滿足所有要求。F值小的鏡頭價格比較貴，千萬不要花昂貴的價格買一個不適用的鏡頭。

驅(qū)動方式對鏡頭的影響

在自動光圈鏡頭中，光圈是通過馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動的，市場上現(xiàn)行的光圈驅(qū)動方式有兩種，一種是視頻驅(qū)動，另一種則是DC直流驅(qū)動。視頻驅(qū)動的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是一致的，但由于其昂貴的價格，以及高清監(jiān)控的慢慢滲透、傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)的升級與轉(zhuǎn)型，而逐漸淡出市場。而DC直流驅(qū)動各家的標(biāo)準(zhǔn)則不盡相同，在選擇DC直流驅(qū)動的監(jiān)控鏡頭時，要特別注意電流的阻抗與攝像機阻抗的匹配。例如深圳市超音速電子有限公司的AVENIR ETOKU精工鏡頭的制動阻抗大多數(shù)500Ω，騰龍鏡頭的制動阻抗大多也為500Ω，若監(jiān)控鏡頭的阻抗與攝像機阻抗不一致，容易導(dǎo)致鏡頭畫面閃爍、發(fā)白，直接影響監(jiān)控畫面。若遇到此種情況，可調(diào)試攝像機的亮度電平值，來調(diào)節(jié)攝像機控制亮度，以達(dá)到攝像機與鏡頭的最好匹配。

焦距、視場角與畸變

在光學(xué)設(shè)計中，監(jiān)控鏡頭有2個主點，一個主要主點和一個次要主點，次要主點和焦點之間的距離決定了鏡頭的焦距。焦距的大小決定監(jiān)控鏡頭所監(jiān)控的物體距離鏡頭的遠(yuǎn)近。焦距越小，監(jiān)控鏡頭能監(jiān)控的角度也就越大，這個監(jiān)控角度，我們稱之為視場角。

焦距、視場角與畸變

據(jù)AVENIR ETOKU精工鏡頭工程師分析：“由于監(jiān)控鏡頭的光學(xué)特性所決定，變焦鏡頭在其廣角端，一般會有較大——甚至達(dá)到50%以上的畸變，任何一家的監(jiān)控鏡頭都不例外。例如焦距在2.8mm的鏡頭，按照理論值來看，視場角僅在60°左右，然而由于畸變，最終導(dǎo)致監(jiān)控鏡頭成像角度可達(dá)到110多度。值得一提的是，監(jiān)控鏡頭的畸變并不影響其成像的清晰度，而是有著哈哈鏡的效果，讓視野邊緣部分的畸變范圍內(nèi)的畫面有稍稍變形。若要求較大的監(jiān)控角度，適當(dāng)?shù)幕兪强梢越邮艿?。但在實際應(yīng)用中，智能交通、機器視覺等領(lǐng)域，因為其具體操作，要求看清車牌數(shù)字等需求，使用的鏡頭是不允許有畸變存在或者說畸變要求很小。”

從參數(shù)上，我們主要以以上幾點為鑒別監(jiān)控鏡頭的主要依據(jù)。選擇監(jiān)控鏡頭并非盲目追求所有參數(shù)的最優(yōu)組合的監(jiān)控鏡頭，參數(shù)最優(yōu)的監(jiān)控鏡頭，如日系監(jiān)控鏡頭，價格不菲，工程的整體成本當(dāng)然就上來了。正確的選擇應(yīng)該根據(jù)我們使用的工程環(huán)境，我們的監(jiān)控需求，選擇最合適的監(jiān)控鏡頭，足夠我們使用，又能為節(jié)省工程投入，才是最佳選擇。監(jiān)控鏡頭最終歸屬在監(jiān)控工程中，在各類工程的實際案例中，我們又應(yīng)該怎樣選擇監(jiān)控鏡頭，怎樣看監(jiān)控鏡頭呢?在下一期中，我們將繼續(xù)探討。