摘要：監(jiān)控系統(tǒng)高性能的實現(xiàn)有賴于攝像機(jī)和鏡頭的完美搭配，而在監(jiān)控項目中，如果用戶或施工人員的專業(yè)技術(shù)不足，攝像機(jī)及鏡頭選型安裝存在不合理，將直接會影響到監(jiān)控系統(tǒng)的整體效果，如當(dāng)鏡頭成像尺寸大于攝像機(jī)芯片尺寸，可以正常成像，但圖像的視場角會小于鏡頭的視場角;但如果鏡頭成像尺寸小于成像傳感器尺寸，最低光學(xué)變倍下，監(jiān)控畫面四周會出現(xiàn)暗角。

文/劉慶文

　　根據(jù)應(yīng)用場合鏡頭的種類大致可分為：廣角鏡頭、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、長焦鏡頭以及變焦鏡頭。然后根據(jù)光圈又分為手動和自動兩種，由于攝像機(jī)多數(shù)使用在室外或者特殊場合，加上光線的不斷變化，所以較多選用自動光圈鏡頭。目前工程項目上，由于商場、辦公大樓、醫(yī)院等室內(nèi)場所使用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的比例依舊較高。工程商在項目中選購鏡頭，即便是自動光圈鏡頭價格高于同等焦距的手動光圈鏡頭，但為了后續(xù)調(diào)試方便，以及多變光線適應(yīng)力，因此他們更傾向于選擇自動光圈鏡頭。剛巧，本次參與測試的希比希AG4Z2812FCS-MPIR鏡頭、海康威視HV0733D-6MP鏡頭以及精工SSV2713GNBIRMP鏡頭皆是手動變焦自動光圈高清鏡頭，那么他們的性能如何?更適用于什么場景?哪方面性能更為突出?在此再次感謝希比希、?？低曇约熬さ亩αχС?，下面筆者為大家解讀下三款鏡頭的功能特點，為用戶對鏡頭選型盡一點綿薄之力。

　　光圈影響低照度成像質(zhì)量

　　當(dāng)監(jiān)控應(yīng)用點在室外時，具有自動光圈調(diào)節(jié)能力的鏡頭是必要的選擇，因為室外光線動態(tài)范圍變化非常大，夏日陽光環(huán)境照度高達(dá)50000Lux以上，即便是陰天也有2000Lux左右。而夜晚時，即便有路燈補(bǔ)光，照度值也僅僅在10Lux左右，白天到黑夜照度變化幅度可見有多大。在此，攝像機(jī)成像對光線控制已不能單靠設(shè)備本身電子快門就能夠控制的，因此自動光圈鏡頭成為室外監(jiān)控的“必備良藥”。本次送測希比希AG4Z2812FCS-MPIR鏡頭光圈值為F1.2-C(1/2.7")、?？低曠R頭HV0733D-6MP光圈值為F0.95-C(1/1.8")以及精工SSV2713GNBIRMP鏡頭光圈值為F1.4-C(1/2.7")。從數(shù)值上來講，鏡頭之間差值也就在F0.2左右，正因為這F0.2值決定了它們具體的應(yīng)用場景。

　　測試過程中，我們將裝載測試鏡頭的輔助攝像機(jī)置于暗箱當(dāng)中，通過不斷降低照明燈照度，可發(fā)現(xiàn)，搭配普通鏡頭(F1.4-C)的輔助攝像機(jī)時，當(dāng)?shù)竭_(dá)2Lux時，噪聲就出現(xiàn)，并且有色衰現(xiàn)象;而繼續(xù)降低照度值至1Lux，色衰情況明顯，噪聲多且有輕微虛焦。照度值最后降至0.82Lux就切換至夜晚黑白模式。而?？低旽V0733D-6MP鏡頭光圈值為F0.95-C，在強(qiáng)制彩色模式下，當(dāng)照度值下降至0.53Lux才開始出現(xiàn)噪聲，并且畫面整體通透性良好，布娃娃臉部細(xì)節(jié)清晰可辨;同樣降低照度至0.11Lux時，畫面細(xì)節(jié)輪廓、色彩以及亮度明顯比普通鏡頭好許多，也未見虛焦。

　　而采用希比希AG4Z2812FCS-MPIR鏡頭，照度值在下降至2Lux，噪聲出現(xiàn)，畫面色彩及公仔的細(xì)節(jié)都保持良好。照度值為1Lux時，噪聲才較為明顯。照度值繼續(xù)降至0.66Lux時切換至黑白模式，并且沒有虛焦情況出現(xiàn)。綜合而言，在相同照度值下，噪聲抑制及色衰控制都比普通鏡頭要好上不少。最后就是精工SSV2713GNBIRMP鏡頭，鑒于光圈比其他兩款小，但是具備紅外IR功能的它，在裝載該鏡頭的輔助攝像機(jī)切換至夜晚模式后，圖像細(xì)節(jié)保持良好，即便照度計顯示為0.00Lux(實際照度值為0.001Lux-0.009Lux之間)時，畫面依舊能夠清晰辨識。

　　總而言之，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境照度變化情況，隨著日照時間導(dǎo)致照度變化的大堂、窗口等場景，最好是選用自動光圈鏡頭。好比?？低旽V0733D-6MP鏡頭，光圈值F0.95特別大，即使未支持紅外IR，但對于交通、平安城市、道路卡口這類對色彩信息比較敏感的領(lǐng)域，超大光圈也能夠在較低照度下提供優(yōu)異的色彩畫面。而希比希AG4Z2812FCS-MPIR鏡頭以及精工SSV2713GNBIRMP鏡頭，都具備紅外IR功能，則更適合商場、學(xué)校、火車站等場所。當(dāng)然鏡頭尺寸也是影響成像主要原因之一，鏡頭對應(yīng)靶面尺寸越大，光通量也就越大，光通量越大，成像質(zhì)量也就越好。這也是?？低曠R頭在彩色模式下依舊能夠得到優(yōu)秀畫面的原因。當(dāng)然鏡片制造工藝、鍍膜技術(shù)也會影響圖像成像優(yōu)劣。

　　焦距、景深決定監(jiān)視場景

　　在電梯、固定大小的房間、走廊等狹小的監(jiān)視環(huán)境一般都會采用短焦距廣角或超廣角定焦鏡頭。而在實際項目中，鑒于每個監(jiān)控點的監(jiān)視范圍不相同，變焦鏡頭更受工程商的青睞。而本次送測希比希AG4Z2812FCS-MPIR鏡頭焦距f=2.8-10mm、?？低旽V0733D-6MP鏡頭焦距f=7-33mm以及精工SSV2713GNBIRMP鏡頭焦距f=2.7-13mm。為了測試他們監(jiān)控景深及水平視場角，我們將其裝載測試鏡頭的輔助攝像機(jī)置于20m范圍場景，通過聚焦5m、10m、15m處的標(biāo)志物，測其景深控制情況。希比希AG4Z2812FCS-MPIR鏡頭在最低變倍下，20m景深范圍內(nèi)的所有物體均能清晰成像，未見虛焦。而最大變倍時，先將鏡頭聚焦10m處的標(biāo)志物，前后景標(biāo)志物未見虛焦情況，聚焦3m處標(biāo)志物，10m處標(biāo)志物清晰，20m處則有輕微不明顯的模糊，測得其景深略大于17m。海康威視HV0733D-6MP鏡頭在廣角端下，視野范圍內(nèi)的目標(biāo)清晰，前后景深較大，未出現(xiàn)虛焦的情況。而在望遠(yuǎn)端，對焦15m處，15m外的目標(biāo)未見模糊。最后精工SSV2713GNBIRMP鏡頭在最小變倍下，無論聚焦何處，皆可清晰辨識，毫無虛焦情況。而最大變倍時，聚焦3m(或15m)處標(biāo)志物時，15m(或3m)處標(biāo)志物稍有模糊，可見該機(jī)在15m范圍內(nèi)，景深約為12m。

　　綜合而言，?？低旽V0733D-6MP鏡頭在焦距為f=7-33mm情況下，更適合用于道路、平安城市這類中長距離監(jiān)控。而希比希AG4Z2812FCS-MPIR鏡頭和精工SSV2713GNBIRMP鏡頭由于焦距分別為f=2.8-10mm、f=2.7-13mm，測得其水平視場角分別約為50?(遠(yuǎn)焦)～115?(廣角)、25?(遠(yuǎn)焦)～115?(廣角)，可以發(fā)現(xiàn)它們在廣角端時適用于酒店大堂、辦公大廳、火車站等小視距大視角場所，而遠(yuǎn)焦端適用于走廊、小區(qū)周界、梯口等場所，綜合應(yīng)用場景類型較多。

　　畫面還原真實

　　本次送測鏡頭從結(jié)構(gòu)上來講，并沒有多大差異?；痉譃?個部分，變焦環(huán)、固定環(huán)以及聚焦環(huán)。海康威視鏡頭采用全身技術(shù)外殼，能夠起到很好的抗壓、保護(hù)作用。而希比希鏡頭與精工鏡頭則同樣采用ABS工程塑料，注塑均勻，結(jié)構(gòu)輕巧。然而分別裝載在1080P輔助攝像機(jī)，清晰度、色彩還原基本與輔助攝像機(jī)最佳效果保持一致。

　　在最低變倍下將攝像機(jī)對準(zhǔn)清晰度測試卡，從監(jiān)視器可發(fā)現(xiàn)，希比希AG4Z2812FCS-MPIR百萬像素高清鏡頭獲得的畫面稍有畸變，但水平清晰度達(dá)1000TVL、垂直清晰度達(dá)1050TVL，而普通鏡頭的水平、清晰度勉強(qiáng)達(dá)到1000TVL;精工SSV2713GNBIRMP鏡頭為對應(yīng)300萬像素，水平垂直清晰度皆為1050TVL，邊緣清晰度為800TVL。由于在最低變倍下為廣角，畫面雖出現(xiàn)畸變現(xiàn)象，不過畸變控制較好，同時在遠(yuǎn)焦端并沒有出現(xiàn)畸變。?？低旽V0733D-6MP鏡頭像素達(dá)到對應(yīng)600萬，水平、垂直清晰度皆達(dá)到1000TVL。而彩色還原能力，3個測試鏡頭也達(dá)到攝像機(jī)最佳效果，并沒有偏色現(xiàn)象。

　　隨后將攝像機(jī)對準(zhǔn)室外場景，無論是廣角端還是遠(yuǎn)焦端，3個測試鏡頭獲得的圖像皆色彩準(zhǔn)確，畫面通透清晰，室外場景的樹木、建筑層次分明，整個測試過程，未見光斑、鬼影、炫光等不良跡象。同時在暗箱中，通過10次開關(guān)照明燈測鏡頭光圈響應(yīng)速度，希比希AG4Z2812FCS-MPIR鏡頭平均響應(yīng)時間只需約1.15s、?？低旽V0733D-6MP鏡頭整個調(diào)節(jié)過程只需約1.5s、精工SSV2713GNBIRMP鏡頭平均控制在1.11s左右，3者對于光圈響應(yīng)速度控制非常良好，可以預(yù)測到，如果監(jiān)控場所突然失去或者重獲照明，也不會因為光圈響應(yīng)速度過慢，而導(dǎo)致監(jiān)控錄像出現(xiàn)空白期。

　　總結(jié)

　　隨著高清監(jiān)控發(fā)展的日趨明顯，安防行業(yè)技術(shù)慢慢走向成熟。正所謂“工欲善其事，必先利其器”，沒有匹配的高清鏡頭，前端高清攝像機(jī)也不能發(fā)揮出應(yīng)有的效果。因此無論是銀行、政府機(jī)關(guān)、火車站、機(jī)場等場所，還是平安城市、智慧建筑、道路交通等領(lǐng)域，對于鏡頭的選擇是非常著重。而本次參測的三款鏡頭成像都非常優(yōu)秀，加上大廠對于鏡頭技術(shù)以及生產(chǎn)品質(zhì)把控，綜合性能都不是普通鏡頭所能夠比擬的。