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安防技术:实现CCTV镜头多 样化高画质监视的技术

时间:2017/08/10来源:佛山市 瀚海电子科技有限公司

 提起安全监控系统,从便利 店规模的小商铺及超市、银行、大厦等 的室内监视系统到街道、边防、消防等 的室外监视系统,其用途是相当广泛的。当然,根据设置场所的不同,安全监 控系统所面临的环境也是存在相当大的差异的。有诸如 室内的定点监视需要清晰且大视场角度的图像捕捉,也有室 外的定点观测需要从广角到长焦,实现急 剧且平稳的切换焦距的应用范例。
    
    此时,视角及 焦距是非常重要的。这些要 素不是由摄像机的性能决定,而是由 镜头的性能决定的。也就是说不同的镜头,所捕捉 到的图像将存在很大差异。即便从性能方面来讲,由于镜头质量的不同,色彩还 原及图像的清晰度等成像性能也将存在很大差异。虽然伴 随着图像处理技术的提高,人们已 经可以方便地对图像进行补偿处理,但是如 果最初的图像质量不够好的话,即使再 高水平的后期加工处理,也无法 得到理想的图像。因此,镜头发 挥着非常重要的作用。
    
    对于成像的设备而言,根据不 同的用途选择最佳性能的镜头是相当重要的。勿庸置疑,摄像机 与镜头的最佳配合可以取得高画质的图像。也就是说,为了实 现高性能的监视,在好的 摄像机上选配好的镜头是不可或缺的条件。
    
    实现多 样化高画质监视的镜头
    
    伴随着 安全监控系统中更高精度CCD摄像机 及镜头等器材的采用、以及图 像处理软件的进步,在成像 非常困难的环境下人们也可以捕捉到满意的图像。目前监 视所要求的条件也是各式各样的:如国家边境的戒备、海防线 的监视等情况下对数公里之外的远方进行超远图像的捕捉;在室内等狭窄空间、街道及 广场等宽敞空间、甚至是 薄暮及夜间等昏暗场所的监视等。具备能 够满足用户多样化需求的技术及相应产品是相当重要的。从高精 尖技术支持下的高画质、高倍率 变焦镜头到基于大量生产实现的低成本普及型镜头。FUJINON作为其 中一家优秀的综合光学制造商,具备了 相当丰富的监视用CCTV镜头产品阵营。
    
    现在市 场上出现的小型、轻量、高性能的"定焦镜头系列",使用非 球面镜头后实现了小型、大口径化的变焦(多种焦距)镜头系列;也有用于监视用途的、能实现 世界最高倍率达60倍的电 动变焦镜头系列;及夜间 也可使用的昼夜兼用型镜头系列和防灾照相机等。同时也 可以看到在电视台使用的超高性能3CCD摄像用镜头系列,可实施 高性能伺服操作的摄像镜头系列等。
    
    实现高画质、小型、轻量镜 头的综合光学技术
    
    现在,采用CCTV镜头的 市场所要求的技术要点是高画质、小型化、轻量化。所以为 了实现这些要求,在设计、加工、组装等 各个工序均必须具备高度的技术能力。
    
    一些监视用CCTV镜头中 除去融合了在生产高清晰度电视、地面数字广播、数字电 影等最尖端广播所使用的镜头所积累的丰富经验外,还包含 了光学设计技术、镜头研磨加工技术、非球面成型技术,以及支 撑以上技术的铸模加工技术、镜体的加工技术、提高光 学透光率的镀膜(防反射膜)技术、精密组装技术、用以正 确评价镜头性能的测试技术等等。
    
    发挥五百万像素CCD摄像机 能力的高性能镜头
    
    为了更 好的发挥五百万像素CCD摄像机的性能,市面上 已经有厂家推出了配合其使用的高性能镜头,实现以 往难以实现的高分辨率监视及高精度的图像处理。其中一 种应用形式便是使用了鱼眼镜头的广域监视。
    
    鱼眼镜头的特长是185°的超广角,例如在 壁面上设置一台使用鱼眼镜头的摄像机后便可以监视整个房间。如果在 另一面设置另一台使用鱼眼镜头的摄像机后,便可以 全天候实现没有死角的图像输入,这对于 室内狭小无法使用多台摄像机但又重视安全需要而必须进行监视的场所是最佳的系统。
    
    此时,使用图 像处理软件对所摄图像进行局部放大处理时,以往的CCD摄像机 用镜头便无法得到足够的分辨率。而使用 了高分辨率鱼眼镜头系列产品后,由于采 用了高度的光学技术和最佳的设计,可实现 充分发挥五百万象素CCD摄像机 能力的高分辨率。另外,通过采 用将图像均等显示的F分割方式,使用图 像处理软件可以很方便的实现画面展开,同时市 场上还出现了对应各种摄像格式(1/2"、2/3"、1")的镜头,以便使 得构建的系统可最大限度地发挥摄像机性能。
    
    实际的 使用事例诸如地铁的出入口、室内、连拱廊等室外场所,此时的监视相当有效,可以实 现很高的图像质量,充分发 挥实现广域监视的威力。
    
    超高倍率的60倍电动变焦镜头
    
    海防监 控时将要求远方、夜间也 能实现鲜明捕捉的光学性能。对于此 等难于实现的要求,有些厂 家开发出了用于监视摄像机使用的超高倍率的60倍电动变焦镜头"D60×12.5"。
    
    通过采 用特殊光学玻璃和广播用镜头所培育出的高度光学技术实现了长焦距监视。750mm(使用变 焦扩展镜时可达1500mm)的焦距 可以鲜明地识别3公里远处的人物。另外,采用新 开发的特殊宽频带外壳后,近红外 域也可确保充分的光学透光率。即使在0 Lux的光线下,通过使 用红外灯也可捕捉鲜明清晰的图像。另外,通过厂 家独特开发的色差自动补偿装置,可以选 择各种各样波长红外光(700~1000nm)灯后,在红外 光的光线难以到达的远距离也可以捕捉到明这的图像。
    

    同时,由于达到了60倍的高倍率,自然难 以避免导致设备的大型化,但图中 的这款镜头凭借独特的光学设计,实现了小型、轻量化,可设计 到现有小型外壳中。从而可以构建小型的24小时远距离监视系统。考虑到 变焦等操作与现有监视摄像机系统的连接,相应的开发出了CCTV控制器 的控制方式和可实现微控控制的全伺服型。同时,还有可以用于实施PC控制的串行端口。


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