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從技術員角度如何看待鏡頭參數的選擇
時間:2016-08-11 16:39   瀏覽:載入中...
隨著安防監控行業的快速發展,攝像機已從當年的模擬標清,全面轉向了高清、全高清、4k了。攝像機品種很多,但是匹配的鏡頭的品種相對少很多。現階段攝像機鏡頭已越來越的被邊緣化,大多數項目的標書里對鏡頭和攝像機的要求僅僅是一筆帶過。但個人認為,對于鏡頭的合理選擇,是跟選擇攝像機同等重要的。
 現先就鏡頭的選擇,結合一些個人實際經歷,來做一些探討。
 對于鏡頭選型,主要有兩類,一個是對實際場景的確定,一個是對標書參數的理解與匹配。相對來說,實際場景的確認比較簡單、如距離、范圍、特定目標等,只要目的明確了,就可確定鏡頭焦距范圍。難的是對標書參數要求的理解。現就標書要求的部分來探討。
    標書里,對鏡頭參數影響最大的影響因素:鏡頭的成像尺寸、光圈和焦距。參考以下例子:
例1
靶面:1/2”;
倍率:32X  130萬像數;
焦距:10-320 mm;
光圈范圍:F2.5-T1500;
操作方式:電動變焦,Video自動/遙控光圈;  
最小物距:3m ;
接口:C ;
尺寸:134X114X224.8(mm) ;
重量:2500g C接口,視頻自動光圈,預置功能,日夜兩用型(可選)。
參考品牌:COMPUTAR、富士能、騰龍
 
例2

4、自動光圈鏡頭  :精工 SSV2812GNB
[CCD尺寸]               1/3" ~ 1/4"
[焦點距離]                 2.8-12mm
[最大光圈比率]           F1.2- 360
[光圈(驅動方式)]           自動光圈
[(光圈范圍)]               F1.2- 360
[焦點 控制方式 ]           手調
[變焦 控制方式 ]           手調
[視角(1/3")]               最近角 92.2°x69.1°,最遠角 22.8°x17.2°
[最小可視距離]           0.3m
[后焦長度]                 7.2mm
[接口]                   cs
[機械尺寸(D×L)]           Φ37 × 47 × 63.3
[重量]                     50 g
[應用溫度環境]           -10°C ~ +50°C (+14°F ~ +122°F)
以上兩個例子,一個是電動變倍的,一個是手動變焦的。從項目要求來看,我們來理解下標書對鏡頭參數要求。例1中,對鏡頭的主要要求是:1/2”、10-320mm、F2.5。投標時,鏡頭成像尺寸容易選擇一些,難點是鏡頭的焦距與光圈(F值),因生產商不同,鏡頭焦距上都會略有差異,F值也會略有差異。現就這兩點來展開討論。
 
焦距選擇
上述例子中,對于鏡頭焦距我們是不是有個疑問,8-320mm與2.8-12mm的可以,那么8-320mm、2.8-10mm或2.7-13mm是不是也滿足要求呢?20mm或2mm以內的差距,圖像上會有很大變化嗎?這種變化能接受嗎?業主清楚這種變化嗎?這兩個例子中,個人認為列出來的幾個規格,都是滿足實際需求的。實際應用中,300mm與320mm,只要鏡頭成像質量滿足要求,最長焦的圖像差別很少。一般性范圍類監控,完全可通用。2.8-10,2.7-13與2.8-12,也是可通用的。范圍類監控,從經驗來看,焦距相差在10%以內,都可通用。但如是一個特定的距離,看清特定的目標或特定范圍,對焦距選擇才有限制。如有的要求廣角多少度,焦距就要小于等于標書列出的,如有的要求在特定距離看清特定目標,這種情況下焦距就要大于等于標書列出的。除了這兩種情況,焦距誤差在10%以內,都是可以接受的。所以,選擇什么樣的鏡頭,理解標書中項目的真實需求,就能選擇好符合項目的鏡頭。
 
F值的選擇
F值這點,是最難理解的,下面咱位來詳細探討下。很多情況下,一般人都沒有直觀理解過這個,所以在投標時,對這個值的選擇也是最猶豫的。如F1.4與F1.6,兩者成像到底相差多少?成像能接受嗎?兩者能通用嗎?咱們且看看下面的對比圖片:
                                   
    富士能 F1.4光圈                                                                                                                   精工  F1.6光圈
    上面兩圖是在照度較好時,拍攝,海康攝像機,相同環境,相近視角。從圖上看,個人感覺基本區分不出F1.4與F1.6的圖像區別。因為在照度足夠時,攝像機會自動調整圖像亮度信息,以避免圖像過曝。
再來看下面對比:
 
 
 
 
 

      富士能 F1.4光圈   1 lux (照度)                                           精工 F1.6光圈  1 lux(照度)
 
以上是在相同照度下(1lux,相當于天黑或天亮前10分鐘),兩款鏡頭所拍攝的圖片,可以看出此種條件下,兩者的圖像區別不是太大。當然,當照度低到1以下時,隨著照度的逐步降低,會慢慢有一些差異,但也只是圖像亮度上有一些差異,并且要如上面一樣放一起對比,才能看出一些區別,如不放一起比對,從單張來看是沒明顯感覺的。此處是鏡頭F值相差不大的情況下的情況。如一個鏡頭是F1.0或F0.95,另一個鏡頭是F1.4或F1.6,此時在低照情況下會有較明顯差別,但也是明暗程度的問題。環境全黑,照度為零,則兩者都會一樣,所以是選擇F1.0還是F1.6,如果環境的光線是自然光,一天都在變化的,一般情況下也就在天黑或天亮這兩個時間段上有些差異,過了這兩個時間段(一般就20分鐘以內),差異就會越來越小。個人經驗認為如預算足夠,可選小一些F值的鏡頭,但也可選F值稍大些(F值在2.0以下),都可接受。如需平衡預算,最好選一個F1.4-1.8之間的,一般環境足夠滿足要求。
 
結合上面的幾點討論,可以看出,我們在鏡頭選型時,首先是從標書參數理解實際的使用情況,其次是結合具體環境對鏡頭做出一定選擇。一般來說,如是范圍類監控,焦距范圍相近的都能滿足,但極限應用除外,如強調需一個廣角或長焦,就要考慮鏡頭的短焦與長焦是否滿足要求。如是環境照度很低且需在此環境下長時間運行,且不能開補光,則可以根據實際情況,選用F值小的鏡頭(即大光圈鏡頭)。如是一個一般性環境,照度隨自然光變化而變化,則在F值相差不大的情況下,都可通用。所以,在選擇鏡頭時,把握好實際要求,一方面可以選對鏡頭,二方面可以在一定程度上節約成本,三是在安裝時,也會帶來一定便利。
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