百萬高清監(jiān)控鏡頭實際應(yīng)用技術(shù)分析

　　高清監(jiān)控近兩年來呼聲甚高，而攝像機作為視頻監(jiān)控的先頭部隊，必然成為眾廠商和用戶關(guān)注的焦點。所謂“工欲善其事，必先利其器”，有了攝像機，如果沒有匹配的高清鏡頭，前端高清攝像機就不能發(fā)揮出相應(yīng)的效果。故前端鏡頭的選擇是工程商構(gòu)建整個高清監(jiān)控系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一。

　　捋清：百萬高清鏡頭概念和分類

　　據(jù)悉，目前活躍在國內(nèi)鏡頭市場的主要廠商有日系騰龍、圖麗、精工、賓得、FUJINO、computar，KOWA、SENKO，以及國內(nèi)的上海鳳凰、福建福光、鴻發(fā)光電、啟光、長春東亞光學(xué)等，而百萬高清監(jiān)控鏡頭，在國內(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。在關(guān)注鏡頭為何有如此火爆市場前，我們先有必要先了解一下百萬像素鏡頭的概念。

　　百萬像素鏡頭=高清鏡頭?

　　·百萬像素鏡頭等于高清鏡頭。北京泰邦天地科技有限公司市場部經(jīng)理吳丹認為：“目前市場普遍認為，達到720P才可以稱為百萬像素鏡頭。”上海肯高商貿(mào)有限公司北京分公司營業(yè)擔(dān)當(dāng)劉郭艷表示贊同，其除了認為百萬像素鏡頭就是“高清鏡頭”外。

　　·百萬像素鏡頭并非等同于高清鏡頭。鳳凰光學(xué)安防(上海)有限公司品牌營銷部部長顧成鋼認為：“百萬像素”按照字面理解即使是超過100萬像素，但100萬、130萬、200萬、500萬像素，雖然均屬于百萬像素，但并非完全屬于‘高清鏡頭’。

　　事實上，“高清”的標(biāo)準(zhǔn)一直是行業(yè)內(nèi)爭論的話題。“高清”應(yīng)該是一個完整的技術(shù)概念，包括從拍攝、制作、存儲、發(fā)行、顯示的完整流程。目前比較成熟的是針對“高清顯示”系統(tǒng)的定義，根據(jù)美國先進電視系統(tǒng)委員會(簡稱ATSC)對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作為一個過渡性指標(biāo)，事實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標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這個事實來測算，720P的物理像素約為100萬像素，1080P對應(yīng)的是約200萬像素，那么高于200萬像素的設(shè)備才是“高清”真正的入門門檻。

　　百萬像素高清鏡頭分類

　　上?？细邉⒐G表示：百萬像素鏡頭按照按照焦距類型分為包括定焦、手動變焦、電動變焦等三類，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)控場合;手動變焦類一般用在監(jiān)控距離不固定的小區(qū)、工廠、學(xué)校、道路交通等室外場合;電動變焦類一般用在室外遠距離場景，如城市治安、高空望、高速公路、鐵路、河道、海事、邊防、森林防火等項目。

　　另外，如果百萬像素鏡頭按照像素來區(qū)分，又可分為百萬像素、130萬像素、150萬、像素、200萬像素、300萬像素、500萬像素、800萬像素、1000萬像素等幾種。

　　而鳳凰光學(xué)顧成鋼還認為：“鏡頭除了按照焦距和像素來劃分外，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)近期就針對高清監(jiān)控，推出了500萬像素2/3靶面12mm、16mm、25mm、35mm工業(yè)級監(jiān)控鏡頭，該系列鏡頭特點畫面超清晰、邊緣畫質(zhì)好、光透過率高、畸變小、安裝、且對焦便利，除了品質(zhì)較好外，其成本也較實惠，是進口同類產(chǎn)品的一半。

　　征服用戶：用實力說話

　　無論百萬像素鏡頭是否等同于高清鏡頭，但不可否認的是，以720P或1080P畫質(zhì)為主的監(jiān)控市場已越來越受到用戶的認可，隨著百萬像素攝像機的銷量越來越高，百萬像素鏡頭的需求也水漲船高。那么，百萬像素鏡頭究竟是憑借怎樣的魅力與特質(zhì)打動用戶。用富士膠片(中國)投資有限公司北京分公司光電產(chǎn)品事業(yè)本部張連山來分析：“百萬像素鏡頭無論是從產(chǎn)品品質(zhì)上，或是自身的技術(shù)上，都遠遠高于普通鏡頭的要求。”

　　研發(fā)面：從材質(zhì)到鍍膜抓細節(jié)

　　百萬像素鏡頭因應(yīng)監(jiān)控市場的需求，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：百萬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，來保證鏡片的品質(zhì)外，在鏡頭的裝配精度上，要達到高清的效果，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。”

　　基于此，上海溫網(wǎng)數(shù)碼科技有限公司總經(jīng)理應(yīng)俊認為，百萬像素鏡頭在研發(fā)上主要會考慮以下三個方面的因素。

　　·鏡頭的設(shè)計。鏡頭的設(shè)計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)百萬像素鏡頭前，進行周密的光學(xué)設(shè)計至關(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，但是對室外溫度的感應(yīng)沒有那么強烈;而玻璃材質(zhì)是過去多選擇的老材料，成本較高;而金屬材質(zhì)是目前很多廠商會選擇的鏡片材質(zhì)，主要因其耐震、耐高溫，但弊端也是開發(fā)成本較高。故客戶在選擇鏡頭前，最好結(jié)合自身的需求來進行材質(zhì)的選擇。”然鳳凰光學(xué)顧成鋼認為：“百萬像素鏡頭因有高成像質(zhì)量要求，因此在光學(xué)設(shè)計時會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)有限公司課長代理曲凱表示：“鍍膜的工藝有很多種，每個鏡片廠家鍍膜的工藝也具有各自的特點，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鏡頭;百萬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)來保證鏡頭的高像素要求，此項調(diào)芯技術(shù)的發(fā)明專利正在申報中。

　　技術(shù)面：穩(wěn)固+推新絕對王道

　　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)是否過硬，功能是否隨需而添，絕對是取勝之王道。

　　眾所周知，清晰度效果是衡量一款攝像機是否優(yōu)異的指標(biāo)，對于攝像機來說，其“眼睛”——鏡頭的效果又是決定攝像機畫質(zhì)的關(guān)鍵。所以說，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。”而上海騰龍曲凱認為：非球面技術(shù)和景深可以說是目前鏡頭研發(fā)較新和關(guān)注較多的兩大技術(shù)。下面，我們就著重對這兩大技術(shù)進行闡述，其它就不再詳述。

　　1、非球面技術(shù)

　　鳳凰光學(xué)顧成鋼表示：“對于一款鏡頭而言，畫面清晰度尤其是畫面邊緣的清晰度，是體現(xiàn)該款鏡頭優(yōu)劣的重要方面，而改善畫面的畫質(zhì)和邊緣效果主要方法是使用非球面鏡來解決球面鏡片固有的球差、像散、慧差、場曲等造成的清晰度不高邊緣虛化等問題。”

　　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用研磨工藝，而普通的是在玻璃球面表面進行覆膜，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)品中極少見到非球面鏡頭。不過依然有部分廠商表示，在電動變倍的百萬像素鏡頭中，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點，也是必要的技術(shù)指標(biāo)。

　　2、景深

　　上?？细邉⒐G表示：“大景深的鏡頭對于畫面的縱深清晰度，捕捉運動畫面方面有著一定的優(yōu)勢;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)計上，變焦鏡頭目前仍無法實現(xiàn)。”

　　所謂景深，就是高清攝像機要在監(jiān)控中得到非常清晰的畫面，并且能將整個畫面都清晰地呈現(xiàn)出來，甚至經(jīng)過放大后還可以把遠端的景物看得很清楚。這個時候就需要鏡頭有不錯的景深，景深越大，在成像后的畫面上能看清晰的遠近范圍就越大，圖像截圖放大后，可以把遠端的景物看的更清晰，如道路監(jiān)控中，通過截圖放大后可以看清車牌號碼等。騰龍光學(xué)曲凱也表示：“景深是一個抽象的概念，并沒有具體的數(shù)字來量化。事實上，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，景深也相對來說好一點。主要是根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試來看的。故只有通過成像后的畫面，才可以對比地看出哪款鏡頭景深更大一些。”采訪中了解到，目前市場上，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)的百萬像素鏡頭。其主要優(yōu)勢：F/#=1.0恒定超大光圈F/#=1.0時的景深略大于現(xiàn)有技術(shù)下F/#=4.0的景深500萬像素高分辨率，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，上海肯高劉郭艷還表示：“大光圈對畫面的對比度、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，整體畫面偏暗，噪點增加，畫質(zhì)會下降很多。SD超低色散鏡片對于提升畫面的色澤銳利度有著天生的優(yōu)勢，紅外ED鏡片的采用對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、紅外對應(yīng))分別從空間和時間上對監(jiān)控的需求進行細節(jié)強化，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、4-15.2mm3百萬像素、日夜型)、DV4X12.5SR(1/1.8、12.5-50mm3百萬像素、日夜型)鏡頭，增加了日夜兩用的功能，保證24小時的高清。此外，上?？细哐邪l(fā)的對應(yīng)紅外的電動鏡頭也將于2012年下半年推出，屆時可有效解決平安城市、機場、港口、高速公路、高速鐵路、森林防火等對于遠距離、高清晰、日夜對應(yīng)的監(jiān)控需求。

　　結(jié)語

　　上海溫網(wǎng)應(yīng)俊也強調(diào)：“因目前國外已經(jīng)有調(diào)制鏡頭像素的儀器，但國內(nèi)還沒有類似的儀器，這也因高清進入不久，來不及完善各方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以致鏡頭還沒有達到客觀的檢測籍貫，故當(dāng)一款鏡頭推出時，多數(shù)廠商只能拿到現(xiàn)場進行實地檢測，讓廠商和客戶一起進行效果檢測。當(dāng)然，因為沒有統(tǒng)一的檢測規(guī)范，故也有部分廠商虛假宣傳，如宣稱產(chǎn)品能做到700萬甚至1000萬像素，但其實只是攝像機能做到700萬像素而已，鏡頭效果并不一定能達到。”

　　由此可見，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完善的制度，但在政策未出臺前，筆者認為，對于用戶來說，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，只會選擇可靠的大品牌來尋求“安全感”。為何會有這樣的心理，或許騰龍光學(xué)曲凱說的對：“數(shù)字只是量化，而將圖像做的更好才是取勝的王道!”