北京时间7月14日3时(巴西时间12日16时),第20届世界杯决赛,德国加时1比0绝杀阿根廷,24年来首度夺冠,大力神杯尘埃落定。为期一个月的世界赛事迎来圆满帷幕。回顾赛事现场,角球、点球,一幕幕精彩画面,高清画质神经触动。监控镜头在此时显得尤为重要。
了解世界杯安保,了解赛事高清监控镜头
据统计,为确保赛事的顺利召开,巴西政府用于世界杯安保总开销约为15亿美元,远远超出上届南非世界杯9亿美元的实际支出。英国路透社给出数据显示,为保障世界杯期间不发生恶性安全事件,巴西政府动用了有史以来最为庞大的安保力量。高清、全方位不在话下,赛场上各部位高清视频监控镜头是重中之重。
监控摄像机镜头,由于监控摄像机只是一个单一的视频扑捉设备,镜头的像素和分辨率比电脑的视频头要高。而摄像头的首要传感部件是CCD。为了能够较为清楚的探测到监视范围内的目标并实现自动跟踪,一般要求在CCD靶面上的目标至少占有三行电视线。若要能分辨出人物,则一般应要求人物的面部成像在356mm(14in)监视器上占到12.7mm(0.5in)以上。监控图像清晰与否要看镜头性能,而一款百万像素镜头的寿命和质量、性能密不可分。当前透镜主要由金属和高品质塑料构成,它影响镜头的寿命和生成图像的质量。相机外壳决定了镜片的耐用性,外围影响镜头安装和移动流动性,就连接口齿轮也可能影响其实用寿命。
监控镜头的制造是安防系统关注的焦点。如何选择合适的镜头,就要了解这些镜头是如何制造出来的,根据不同领域需求制造出性能不同的产品。正如专业制造镜头的人士所说,百万像素镜头图像锐利度、清晰度,镜头光圈、景深是主要功能;在制造方面,与具有标准分辨率的透镜相比,镜头精准度要求更高。
镜头在装配过程中可以存在误差,但该数值必须控制在一个理想范围内。分辨率越高的镜头其对准光时更为敏感。中心和边缘不可以出现不均匀现象,一旦透光后瑕疵会非常明显,这是不能接受的。
不同的制造商也采用他们独有的程序检验产品并保质保量,例如采用自动透镜,以保证所有透镜都有相同的规格制造。对于500万像素分辨率甚至更高的镜头来说,其采用单组控制,自动调心过程,以保证镜片的质量。
随着体育赛事的不断盛行,不难看出,厂商们正在根据市场研发镜头,因地制宜。
面对体育赛事盛行,国内外监控镜头市场状况如何
纵观全球监控镜头市场,日本目前占有全球60%以上的市场份额,而十年前,这一份额更高达90%,是当之无愧的龙头。日本一开始主要是向德国同行学习镜头制造技术,经过“偷师学艺”和摸索,在光学镜头的技术与创新以及市场占有率上,逐渐开始领先,尤其是在监控镜头领域,逐渐成为世界的领导者。
韩国镜头产业近年也迅速崛起,成为一支不可忽视的生力军。韩国镜头无论是质量还是价格都介于日本和中国镜头之间,他们的生产成本比日本低,比中国高,而质量却接近日本。在这一点上中国镜头厂商还有一定差距。韩国镜头尽管在国际市场上也十分活跃,但在中国市场上的优势并不是明显,可能是韩国厂商对中国市场还没有足够重视。但与中国厂商不同的是,韩国企业比较有“团队精神”,由行业协会牵头,无论是价格还是市场竞争,相对都比较规范和理性。这一点值得国内企业学习。
做为老牌镜头制造大国,德国的镜头制造商也不会坐视监控镜头大市场而不动心,一些德国厂商已开始谋划,要进军监控行业,分食这块大蛋糕。一些厂商开始前往中国、韩国和美国等地考察,试图通过与当地企业合作,共同开发、研制、生产高端光学镜头。
中国大陆镜头产业的发展十分迅猛,生产厂家主要集中在福州、厦门、泉州、深圳、长春、兰州,河南的南阳和信阳等地,其中以福州最为集中。我国镜头产业的发展与军工技术密不可分,上世纪六、七十年代,我国光学技术主要以福建、云南、贵州、吉林和甘肃为主,多为军工企业,到了八、九十年代,许多国营镜头生产企业效益开始下滑,有些甚至倒闭,云南(云光)等几大光学基地逐渐衰落,但福建的光学产业却抓住了机遇,形成了自己的优势。目前,福建的镜头产量约占国产镜头市场的70%,成为中国监控摄像机镜头的重要生产基地。
经过几年的迅速成长,中国镜头已经成为世界镜头产业里一支不可忽视的生力军,中国镜头出口比例已占到45%以上。从全球范围来看,日本镜头仍然是领导者,韩国、台湾、中国大陆的镜头厂商正在奋起直追。
未来高清工程应用,镜头品质是关键
未来高清发展,镜头品质很重要。以高速球为例。目前,IP高清高速球已逐渐成为监控市场的主流产品。随着科技的不断发展,视频监控的需求已经从“看得见”,逐渐转变为“看得清”。智能化球型摄像机产品作为视频监控图像的采集系统,在高清化背景下,高清高速智能球应运而生。接下来就从技术的角度进行分析,IP高清高速球为何会成为市场的主流产品。
一体化摄像机机芯经过多年的发展,其核心技术一体化镜头的设计以及自动聚焦算法已经相当的成熟。高清一体化镜头品质的标准大致分为:光学性能、关键部件的稳定性和一致性。光学性能主要参考各种光学倍数下镜头的解像力,当然还包括了鬼影、紫边、色散等问题严重性;关键部件主要包括光圈、马达和滤光片切换等部件。
在进入高清时代之后,以上这些技术问题都很快得到了解决。目前已经形成了以日系镜头、台湾镜头和国产镜头为代表的不同产品。日系镜头一般光学性能和稳定性表现都不错,但价格较高;台湾镜头性价比相对较高,但光学性能特别是高倍解像力表现不足;而国内厂家一体机镜头在稳定性和一致性上表现不太理想。
在自动聚焦算法方面,目前也已经形成主要的几种解决方案,例如,以TI的DM368、FPGA和ASIC为代表的高清图像自动聚焦解决方案。FPGA的解决方案属于硬件电路实现方式,稳定性较高,自动聚焦的效果和速度较快;DM368的解决方案属于软件系统结合硬件寄存器实现方式,其自动聚焦的效果相对较好,但是速度和稳定性方面有待考验;ASIC的解决方案属于硬件电路配合简单软件方式实现,稳定性较高,但机芯厂家的开发灵活度受到很大的限制,很难对自动聚焦的效果和速度进行改善。
噪声光消除
噪声光主要包括杂散光和鬼像。杂散光是指机械部件的反光造成的彩虹状杂光等,杂散光可以通过镜头内壁和隔圈的消光处理完美消除。鬼像是指光线在镜头内部镜片之间多次反射在画面的二次成像,鬼像与强光物体轮廓类似,无法完全消除,只能通过镀多层增透膜来尽量减轻。一款综合表现优越的高清百万监控镜头,其在杂光的消除上应该要有优良的表现才能在强光环境下表现优质,匹配其百万高清监控镜头的美称。
高清晰度
清晰度的两大重要指标包括分辨率和反差。分辨率是指镜头再现被摄景物细节的能力,分辨率越高,画面越清晰细腻;反差是指再现被摄景物低反差细节,明暗层次的能力,反差越高,画面景物轮廓鲜明,边缘锐利,层次丰富,质感强烈,影调明朗。
小型化
为了提高镜头的通光量就要加大镜头的口径是,主要表现在画面的亮度上,在环境昏暗和夜间模式下相比小口径镜头有更优质的表现。小型化是指镜头结构紧凑,可以适用不同产品安装和减小产品的体积。
红外、日夜性能好
目前高清摄像机都具有日夜转换功能,因此用户对夜间像质的要求也越来越高,在保证日间像质的前提下,可以利用红外滤片功能,ED(低折射率高色散系数)玻璃较好的校正色差,提高日夜成像的共焦能力和像质。
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