高清監控鏡頭四大技術(shù)及發(fā)展趨勢
來(lái)源：數字音視工程網(wǎng) 編輯：merry2013 2015-08-11 06:32:26 加入收藏 咨詢(xún)
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2015年，安防監控行業(yè)依舊迅猛發(fā)展，視頻監控高清化的步伐越走越深，同時(shí)高清化也促進(jìn)了視頻監控的網(wǎng)絡(luò )化、智能化，加快高清監控大時(shí)代的進(jìn)程。
在高清化普及之前，監控設備用戶(hù)常常會(huì )碰到這樣的情況，在辦案取證或收集線(xiàn)索時(shí)，現場(chǎng)是有監控攝像機的，但查看錄像后發(fā)現錄像畫(huà)面很差，人物模糊不清，充滿(mǎn)雪花噪點(diǎn)，晚上更是漆黑一片，很難提取到有價(jià)值的信息，這些錄像甚至被戲稱(chēng)為“俄羅斯方塊組成的印象油畫(huà)”。
一、監控鏡頭發(fā)展現狀
近些年，隨著(zhù)安防技術(shù)推陳出新，高清技術(shù)開(kāi)始廣泛應用，高清攝像機也逐步取代標清攝像機，成為市場(chǎng)主流。高清攝像機能為用戶(hù)提供更好的畫(huà)質(zhì)，更多的細節信息，減少了“俄羅斯方塊組成的印象油畫(huà)”笑劇。攝像機的高清效果，不僅僅是依靠更高像素的感光器件、更好的ISP技術(shù)、更高效的存儲技術(shù)，高清鏡頭也是關(guān)鍵技術(shù)，沒(méi)有匹配的高清鏡頭，高清攝像機也不能發(fā)揮出應有的高清效果。
高清鏡頭，也稱(chēng)超百萬(wàn)像素鏡頭，與普通鏡頭相比具有清晰度高、光譜透射能力強、做工更精密等優(yōu)勢。一般選取鏡頭成像圈中心及0.7視場(chǎng)的解像力作為評判鏡頭清晰度的標準，成像圈中心和0.7視場(chǎng)都能達到1000TVLine以上，才稱(chēng)之為高清鏡頭。
2010年起，高清鏡頭保持平均每年10%以上增長(cháng)速度，目前國內CCTV高清鏡頭市場(chǎng)主要品牌有?？低?/a>、鳳凰光學(xué)、福建福光、廈門(mén)力鼎等國產(chǎn)品牌，以及富士能、騰龍、computar、賓得等日系品牌。由于國內光學(xué)技術(shù)迅速進(jìn)步和安防鏡頭的國產(chǎn)化趨勢，以?？低暈榇淼膰a(chǎn)品牌逐漸取代日系品牌，開(kāi)始占據更多的市場(chǎng)份額。憑借對市場(chǎng)需求的精準把握和對性能、品質(zhì)的不懈追求，目前?？低暤母咔彗R頭產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋了1/2.7”高清紅外變焦，1/1.8”高清紅外變焦和ITS高清等多個(gè)大的系列。
二、四大核心技術(shù)
鏡頭本身是高精密光學(xué)器件，高清鏡頭尤其如此。高清鏡頭之所以具備較佳的高清性能，離不開(kāi)其采用的關(guān)鍵技術(shù)：
1.超精密模造非球面技術(shù)
傳統的球面技術(shù)發(fā)展到今天，其設計技術(shù)和制造工藝都已相當成熟，在光學(xué)行業(yè)的幾乎所有領(lǐng)域都有廣泛的應用。然而在設計復雜高清鏡頭時(shí)，球面技術(shù)的成像效果無(wú)法達到最佳。非球面技術(shù)可以校正球面像差，大幅度提高鏡頭的成像質(zhì)量。非球面鏡片形狀是通過(guò)精確計算并由精密機器模造而成，一片非球面鏡片就能實(shí)現多個(gè)球面鏡片校正像差的效果。采用超精密模造非球面鏡片的鏡頭可以有效地減小鏡頭體積的同時(shí)，使得鏡頭的成像更清晰，透光度更好，色彩還原更加準確。
2.多層寬帶增透鍍膜技術(shù)
多層寬帶增透鍍膜技術(shù)，能最大程度地提高鏡頭的光線(xiàn)透過(guò)率，降低光線(xiàn)在每個(gè)光學(xué)鏡片表面的殘余反射。該技術(shù)可以將玻璃和空氣界面的可見(jiàn)光反射率抑制到0.5%以?xún)?，同時(shí)將近紅外光的反射率降至約1%，如圖3所示。通過(guò)高質(zhì)量的鍍膜，減少了圖像上不必要的雜散光和鬼像，有效提高畫(huà)面的通透性，亦保證了可靠的高清效果。
3.超低色散材料技術(shù)
普通監控鏡頭，在設計上也會(huì )考慮校正不同波長(cháng)光線(xiàn)(紅、綠、藍)的像差，但通常是將兩頭的紅、藍兩種色光的聚焦同一位置上，但和中間的綠光焦點(diǎn)仍然不重合，即存在二級光譜的像差，限制鏡頭成像質(zhì)量進(jìn)一步提升。為了校正二級光譜，如?？低暠O控高清系列鏡頭，廣泛使用了超低色散的光學(xué)玻璃材料，利用其不同于常規光學(xué)玻璃的色散特性，可以將紅、綠、藍等色光聚焦到同一個(gè)平面上，如圖4所示，鏡頭高清性能更優(yōu)。
4.精密變焦凸輪設計技術(shù)
對于高清變焦鏡頭而言，其成像質(zhì)量在很大程度上取決于變焦凸輪的精度。通過(guò)凸輪的旋轉，帶動(dòng)變焦和聚焦組鏡片前后移動(dòng)，從而實(shí)現焦距的連續變化和聚焦點(diǎn)的調節。如果凸輪的精度不佳，則在變焦和聚焦的過(guò)程中，不可避免的會(huì )出現透鏡光軸的偏移或者傾斜，導致成像質(zhì)量的嚴重下降。?？低暩咔逑盗斜O控鏡頭，采用精密變焦凸輪設計技術(shù)，能保證良好的凸輪制造精度，確保變焦和聚焦過(guò)程中的成像質(zhì)量，同時(shí)也保證了順滑而不失阻尼感的調節手感。
三、發(fā)展趨勢
最近兩年，隨著(zhù)高清攝像機在安防監控領(lǐng)域的應用不斷擴大，帶動(dòng)高清監控鏡頭技術(shù)也緊跟著(zhù)攝像機的步伐，不斷升級，出現了4K超高清、超大光圈等新技術(shù)。
1.4K超高清技術(shù)
在去年北京安防展上，很多安防廠(chǎng)家紛紛展出了4K超高清攝像機。4K超高清技術(shù)出現之前，主流高清監控鏡頭像素為六百萬(wàn)以?xún)取?K超高清技術(shù)的出現，對鏡頭的解像力提出了更高的要求，4K鏡頭的設計、制造難度都會(huì )增大許多，即使日系鏡頭廠(chǎng)商，目前也只有寥寥幾家推出了4K鏡頭。?？低曈?014年10月發(fā)布了一款大靶面(1/1.7英寸)4K超高清鏡頭，這款鏡頭支持1200萬(wàn)像素，能提供超高清的圖像細節的同時(shí)，具備165度超廣視角，很適合于廣場(chǎng)、道路等場(chǎng)景的監控需求。
2.超大光圈技術(shù)
隨著(zhù)安防監控日趨高清化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化，攝像機的應用范圍也越來(lái)越廣泛，很多監控條件差、光線(xiàn)昏暗的地方也要求安裝功能多樣的攝像機，尤其是低照度高清攝像機，以滿(mǎn)足全天候24小時(shí)監控的需求。對于夜晚等低照度環(huán)境，如果攝像機采集光線(xiàn)不夠，會(huì )造成畫(huà)面很暗的情況，影響清晰度。攝像機低照度性能的提升，超大光圈鏡頭是關(guān)鍵技術(shù)之一。
四、結語(yǔ)
高清化已是視頻監控行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，高清設備也是各大安防廠(chǎng)商逐鹿市場(chǎng)的必備武器。作為在成像過(guò)程中起到關(guān)鍵作用的鏡頭，自然是高清化步伐的排頭兵。在高清化的大潮中，已有的鏡頭設計、制造技術(shù)會(huì )不斷成熟和普及，新的技術(shù)如文中介紹的4K超高清技術(shù)、超大光圈技術(shù)，也會(huì )不斷進(jìn)步和應用，也進(jìn)而加速鏡頭的高清化步伐。
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