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安防監控鏡頭選擇注意事項

發布時間:2018-09-12 15:19:08   作者:上海監控安裝公司

在安防項目招標中,鏡頭占的比例較少,所以在項目中鏡頭只是作為攝像機配件來采購。但鏡頭在上海監控系統中的作用,就好比人的眼睛,其重要性不言而喻。如果鏡頭選擇得當,對整個項目能起到畫龍點睛的作用;相反,如果鏡頭的質量不過硬,整個系統可能根本滿足不了客戶的需求。本文將簡單分析選擇鏡頭時需要注意的各種指標。



鏡頭的硬性指標


1、鏡頭焦距:方案設計人員在考慮鏡頭指標時需要根據監控目標的位置、距離、CCD規格,以及監控目標在監視器上的圖像效果等綜合地來進行考慮,以選擇最合適的焦距的鏡頭。比如,生產線監控,一般需要監看比較近的物體,而且對清晰度要求較高。這種情況,定焦鏡頭的效果一般要比變焦的好,所以通常會選擇短焦距定焦鏡頭。


如2.8mm、4mm、6mm、8mm等。又如監控室內目標時,選擇的焦距不會太大,一般會選擇短焦距的手動變焦鏡頭,如3.0-8.2mm、2.7-12.5mm等;道路監控中,多車道監控要用焦距短一些的,如6-15mm;十字路口的紅綠燈車牌監控要用相應長一些的焦距,如6-60mm;城市治安監控一般就要用到焦距更長一些的電動變焦鏡頭,如6-60mm、8-80mm、7.5-120mm等;高速公路、鐵路、河道、環境檢測、森林防火、機場、邊海防等,一般要用到大變倍長焦距的電動變焦鏡頭,如10-220mm、13-280mm、10-330mm、15-500mm及10-1100mm等。


2、視場角范圍:視場角范圍計算是有公式的,知道鏡頭的焦距、CCD尺寸,視場角就可以推算出來。鏡頭有這樣的規律:焦距越大,監控得越遠,視場角就越小;焦距越小,監控距離就近,視場角就大,焦距和視場角是反比關系。如在一些有手動變焦鏡頭需求的項目中,視場角范圍是最先需要考慮的,所以一般會根據視場角范圍來確定所選焦距范圍。電動變焦鏡頭因為是可以根據現場環境隨時用鍵盤控制變焦、聚焦的,所以視場角范圍不是太需要考慮。但是當電動變焦鏡頭的起始焦距過大(比如起始焦距超過20mm)時,是無法實現大范圍監控的。


3、鏡頭的光圈:鏡頭的通光量以鏡頭的焦距和通光孔徑的比值來衡量(F=f/D),以F標記。每個鏡頭上均標有其最大F值,F值越小,則光圈越大。對于恒定光照條件的環境,可以選用固定光圈的鏡頭,這種一般為實驗室環境;對于光照度變化不明顯的環境,常會選用手動光圈鏡頭,即將光圈調到一個比較理想的數值后固定下來就可以了;如果照度變化較大,需24小時的全天候室外監控,應選用自動光圈鏡頭。 自動光圈鏡頭分為兩類:一類稱為視頻(VIDEO)驅動型,鏡頭本身包含放大器電路,采用將攝像頭傳來的視頻幅度信號轉換成對光圈馬達的控制。另一類稱為直流(DC)驅動型,利用攝像頭上的直流電壓來直接控制光圈。這種鏡頭只包含電流計式光圈馬達,要求攝像頭內有放大器電路。對于各類自動光圈鏡頭,通常還有兩項可調整旋鈕,一是ALC調節(測光調節),有以峰值測光和根據目標發光條件平均測光兩種選擇,一般取平均測光檔。另一個是LEVEL調節,可使輸出圖像變得明亮或者暗淡。但需注意的是,如果光照度一直是不均勻的,比如監控目標與背景光反差較大時,采用自動光圈鏡頭的話,光圈的電機可能會一直處于隨時動作的狀態,監控的效果并不理想,這種情況下,一般需要鏡頭配合攝像機的背光補償功能來實現,采用寬動態的攝像機也會有比較不錯的效果。


鏡頭的光圈開到最大的時候,它的解像力一般是最高的。至于原因可以用一個比喻來說明:假設鏡頭有10000個小洞來透光的,光源A,成像為B,在最大光圈情況下,A透過10000個洞形成的B是由10000個像組成的;在小光圈下,鏡頭中只有100個小洞是開放的,所以B只有100個像組成;在中等光圈下,這個值大概是2000左右,所以這個時候解像力就遠高于小光圈。但是為什么我們不一直用大光圈從而獲得最佳的解像力呢?這就牽涉到鏡頭的另外一個指標--景深。當鏡頭對物體對焦時,在物體(聚焦點)前后若干距離內的物體,也會有比較清晰影像,景深即是這段前后比較清晰的距離范圍。鏡頭的光圈和景深的大小成反比,大光圈的時候,幾乎沒有景深可言,得到的監控圖像的背景將一片模糊。所以鏡頭的光圈并非是越大越好,還要看監控的環境。


4、鏡頭的成像圓尺寸:在監控項目中,與槍型攝像機匹配的鏡頭的成像圓口徑一般為1/3英寸或1/2英寸。鏡頭的成像圓不應小于攝像機的CCD尺寸,否則將出現黑角。相同焦距不同口徑的鏡頭匹配同樣尺


寸的攝像機時,監控到的物體的距離及得到的視場角是有差異的。如在1/2英寸CCD的攝象機中,標準鏡頭焦距大概為12mm時,有30度的視場角;而在1/3英寸CCD的攝象機中,標準鏡頭焦距在8mm左右即可擁有30度的視場角。


最后,還需要考慮鏡頭的接口類型,鏡頭接口與攝像機接口要一致。現在攝像機和鏡頭通常都是CS型接口,CS型攝像機可以和CS型、C型鏡頭配接,但和C型鏡頭接配時,必須在鏡頭和攝像機之間加轉接環,否則可能碰壞CCD成像面的保護玻璃,造成CCD攝像機的損壞。C型攝像機不能和CS型鏡頭配接。


鏡頭的可選性指標


鏡頭可選性指標,如有AS非球面鏡頭、紅外感應(IR)鏡頭、SD超低色散鏡頭、百萬像素高清鏡頭、電動變焦AF自動聚焦鏡頭等。下面逐點進行論述。

1、AS非球面鏡片


AS非球面技術大家都不陌生。改球面鏡片為非球面鏡片,從而將鏡片邊緣部最容易出現的球面像差糾正。體現在監控圖像上,即改善廣角時畫面周邊的成像質量;而且由于一片非球面可以抵得上數片球面鏡片的作用,鏡片數目的減少,也會減少色差,增加圖像的對比度;并且鏡頭的長度將會有所減小,容易做出長度更短的鏡頭,但為了盡可能增大光亮度指標,鏡頭的口徑一般不會變小,反而越大越好;再次,鏡片數目的減少,光通過鏡頭時的損耗會小很多,也容易做出更大光通量的鏡頭,如F0.98。


2、IR日夜轉化


IR日夜型鏡頭采用添加特殊元素的玻璃材料,提高了紅外光波段的折射和聚焦率,使其更接近可見光的折射率水平,所以紅外IR鏡頭可以做到白天和夜晚的共焦面,使監控畫面全天候清晰。


3、SD超低色散鏡片


SD超低色散鏡片,由于玻璃中采用了特殊的材料,分為FK01和FK02兩個等級,具有高折射低色散的特性,主要是針對可見光部分的光線,能使彩色圖像鮮艷銳利。


4、百萬像素高清鏡頭


百萬像素本來是描述感光元件的像素數目的,現在被鏡頭廠商引伸出來加以利用了。鏡頭本身沒有像素概念,但鏡頭的解像力有好有差。有的鏡頭廠家用單位距離內表現的黑白線對數來表現鏡頭的解像力,以區分普通鏡頭和百萬像素鏡頭,也不失為一種表現手法。解像力就是一個鏡頭對于細節捕捉解析度高低的評估,解像力高的鏡頭,對于線條點塊記錄較為細膩,對于色彩的微小變化也能忠實反映。


但這個特點卻與銳度不是一回事,銳度一般指的是圖形邊緣的清晰程度,而解像力更多指的是層次而言。上文提過,同焦距條件下的定焦鏡頭成像一般要比變焦鏡頭好,好在哪里呢?定焦鏡頭解像力高,原因何在?就是因為鏡頭設計簡單,用的鏡片數量少,從而可以提高圖像的對比度,減少色差等。應用AS非球面鏡片、SD超低色散鏡片同樣可以提高鏡頭解像力。


目前市場上出現的手動變焦百萬像素鏡頭價格要比普通鏡頭高出數倍,加上網絡攝像機中CMOS本身的一些缺陷,數據流的增大導致的傳輸帶寬不夠,以及存儲上的問題,目前還沒有辦法大規模普及百萬像素。但百萬像素系統在外界條件允許的情況下,得到的圖像質量確實比模擬的圖像質量高出很多,視頻截取放大后仍然清晰地監控圖像在協助公安部門偵破犯罪案件方面有著很大的潛力。


5、電動鏡頭AF自動聚焦技術


AF自動對焦鏡頭,通過鏡頭內置的微處理器,對攝像機給出的復合視頻信號取樣、對比,給出圖像明暗度的轉換電壓,驅動聚焦電機掃描,掃描過程中的最高電壓即聚焦點的目標。經過1-3秒的搜索響應時間,即可實現清晰聚焦。自動聚焦鏡頭為目前比較尖端的應用,匹配模擬攝像機及帶有模擬和網絡兩種輸出信號的百萬像素網絡攝像機都可以實現。對同時需要操控云臺轉向及變焦、聚焦的普通監控來說,自動聚焦鏡頭只需轉動云臺方向即可實現清晰監控,監控遠處目標也只需拉大變焦按鍵即可實現,免去了繁瑣的監控過程,真正實現了隨心監控。


6、鏡頭穿塵透霧功能


穿塵透霧是安防行業近期比較流行的一種監控需求。可見光在通過空氣中的煙塵或霧氣時,會被阻擋

反射而無法通過,所以只能接收可見光的人眼是看不到煙塵霧氣后門的物體的。而近紅外光線由于波長較長,可以繞過煙塵和霧氣并穿透過去,并且攝像機的感光元件可以感應到這部分近紅外光,所以就可以利用這部分光線來實現穿塵透霧的監控。


安防監控攝像機購買選購技巧和心得分享


監控攝像機是整個監控系統的核心設備,選型時應根據現場環境和用戶需求,慎重選擇。針對立方體攝像機產品,就各種類型攝像機的選用原則做以下簡單說明,希望對您的項目有所幫助:


監控攝像機應用分析


為了便于分析,我們把生產監控攝像機企業分成了4類:


1、生產基本機型,包括板機、槍機、球機、半 球的監控攝像機企業;


2、主要生產由監控攝像機派生出的紅外機、網絡機的企業;


3、主要生產為某一特定行業應 用的專業監控攝像機的企業;


4、主要為監控攝像機生產配套鏡頭、紅外燈、云臺、防護罩的企業。


由于情況比較復雜,第一類企業中有不少也在 生產第二、第三類產品,但是這兩類產品的比重較低。第四類企業也有生產攝像機、紅外機產品的,但比重都不大,而以鏡頭、紅外燈、云臺等關鍵配件為主。第一類企業共612家,第二類企業177 家,第三類企業60家,第四類企業91家。下面我們將這四類企業的情況進行簡單的歸納。


第一類是生產基本機型的監控攝像機企業,基本機型主要包括板機、一體機、槍機、球機、半球這幾個 小類。


板機是數碼產品的專有名詞之一,監控板機又稱組裝機、并裝機,主要是以并裝為主,一般是買來主板(裝有成像器件、圖像處理芯片及相關元器件等)和并裝零件再組裝成成品機. 板機主要是由成像器件或圖像處理芯片生產廠提供。


一體化攝像機簡稱一體機,來源于家用攝錄一體機。對于一體化攝像機安防業內一直以來 有幾種不同的理解,有指半球型一體機、快速球型一體機、結合云臺的一體化攝像機和鏡頭內建的一體機等。嚴格來說,快速球型攝像機、半球型攝像機與特指的一體機不 是一個概念,現在通常所說的一體化攝像機應專指鏡頭內建、可自動聚焦的一體化攝像機。它將分立的攝像機機芯、電動變焦鏡頭、全方位云臺、防護罩和解碼器等5個獨立的部分有機地結合為一個整體,其電源、視頻、控制信號均有直接插口,以運行的平滑穩定及連續而著稱,有時也被稱 為一體化監控定位系統。一體機主要配套電教投影機和智能球機使用。由于一體機在監控領域主要配套于高檔球機,技術指標比 較先進,一些監控廠家也爭先恐后地把自己生產的紅外機、網絡機稱為紅外一體、網絡一體機,而這些攝像機中有的根本就沒有電動變焦鏡頭,這是一種炒作概念的夸大宣傳。


國內生產槍機、半球、球 機的企業非常多,但是大多數是組裝廠。高速球屬于監控攝像機的高端產品,值得一提的是國內一些廠的高速球達到了較高水平。


第二類是主要生產由監控攝像機派生出的紅外機、網絡機的企業。


隨著監控產品應用領域的擴大,特別是平安城市建設的推動,日夜兩用攝像機成為市場的寵兒。日夜兩用攝像機可以進一步分為彩轉黑(黑 白)超低照度攝像機、普通紅外攝像機、陣列式紅外攝像機、激光紅外攝像機、熱成像儀(被動紅外攝像機)幾類。由于日夜兩用攝像機由幾種紅外攝像機占據了絕 大部分市場,大多數人已經將這兩個概念合二而一了。


彩轉黑(黑白)超低照度攝像機雖然在日夜兩用攝像機中所占比例不大,但其技術含量很 高,特別是其中應用了圖像增強技術的微光夜視攝像機。


大多數攝像機生產廠都在做紅外攝像機。目前國內紅外攝像機的主流是主動紅外攝像 機。普通LED紅外攝像機普遍存在的問題是圖像質量較低,日夜圖像質量不能兼顧、紅外燈壽命短等。國內一些企業采用了一些技術措施之后,技術水平與質量均 有很大提高。


九十年代末期開始出現發光效率達到25%的LED Array陣列集成技術,可大大提高紅外燈的水平,這種新型的紅外燈具有亮度高、體積小、壽命長的特點,半功率照射角度為10度-120度可調,因此配套 的攝像機可以在夜間獲得較好的圖像,其不足之處一是價格較高,二是由于對整體紅外攝像機技術要求較高,



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