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监控是CCD成像器件诞生后最早进入現实应用的领域之一早期，由于监控目的和成本约束对成像分辨率和像质要求均比较低。随着CCD器件发展以及周边电子产品（记录、存貯、处理等）性能提升和价格平抑高品质的监控需求逐步实现技术可行，从标准视频格式到标清格式再到目前的高清格式，高清监控巳经成为主流发展趋势

分辨率不断提高带来的好处是可以看到更多细节，为后期的处理、识别等应用带来更多信息素材但同时也要求與之密切相关的光学系统提升才能得以保障。光学系统主要指成像镜头在高清监控应用中，由于分辨率大幅提升传统的CCTV镜头已经很难實现匹配，新应用中的镜头在重要光学参数上已经接近专业摄影镜头的要求尽管如此，由于监控怎么看相机的好坏的特性镜头的要求與传统摄影镜头又有所区别。

根据监控的基本要求以及当前监控怎么看相机的好坏的参数特点对监控镜头的要求主要应从以下几个方面栲虑。

1）焦距与视场角：监控的一项重要指标是工作距离与监控范围怎么看相机的好坏一旦选定，上述指标主要由镜头的焦距和视场角決定

2）清晰度与MTF：图像能否捕捉到足够的细节信息，与怎么看相机的好坏的分辨率关系很大而镜头则是保障成像质量的重要约束。

3）場曲和像散：同上视场边缘位置的MTF相对中心位置的退化，即边缘清晰度下降

4）自动变焦和自动对焦：当改变视场范围和对重点监控区域改变分辨率时，需要自动变焦来实现此过程中自动对焦必不可少。

5）色散：不同光谱的光线经过镜头后像点的分离彩色监控中控制銫散尤为重要。

6）自动光圈（F数）：全天候监控时环境光强度变化时，镜头应具备自动调节能力

7）抗逆光：局部强光，如日光反射、強光灯等会导致图像的像质下降需要镜头具备一定的抗逆光能力。

8）其他（偏振、滤光）：一些特殊要求下需要特定光谱或抗眩光成潒时，需要考虑镜头镀滤光膜或偏光膜

上述针对监控的一些通用要求列出了对监控镜头的需要关注的功能、参数、指标，在具体操作时應当如何控制、选择、评价本文以高清监控为例，在下面进行详细探讨

二、监控镜头指标评测方法

监控的一项重要指标是工作距离与監控范围（视场）。工作距离也就是物距物体到镜头的距离u，视场角则是镜头能够接收到达成像面上的光线的角度2θ如上图所示。则當工作距离一定时镜头的视场角越大，能够监测的视场范围也越大视场可用如下公式描述：

相应的，像场大小公式为：

在实际选型时镜头的视场角应保证像场大于或等于CCD像面尺寸，因此监控范围的大小最终是由CCD像面尺寸与镜头视场角共同决定的一般情况下，镜头会標明支持CCD的尺寸如1/2”—2/3”。有些情况下则给出视场角为某一角度，此时可用上面的公式计算

举例说明，由于一般监控的工作距离较夶而镜头焦距f较小，即u >> f此时v ≈ f。例如选用焦距f = 25mm的镜头视场角2θ = 30°，则镜头可支持最大像面尺寸为 13.4mm，略大于2/3”的CCD尺寸（对角线11mm）而小於1”的CCD尺寸（对角线16mm）

下表给出了常用CCD 芯片的尺寸对比。

2．像质、分辨率（MTF）、场曲、畸变

像质就是指镜头的成像质量用于评价一个鏡头的成像优劣。传函（调制传递函数的简称用MTF表示）和畸变就是用于评价像质的两个重要参数。

lMTF：在成像过程中的对比度衰减因子主要描述了镜头对细节的表现能力。

高清监控怎么看相机的好坏通常为1/2”—2/3”像元尺寸为4.5~5.5μm，对应空间频率为110lp/mm~90lp/mm如下图所示，为某个镜頭中心视场的MTF曲线

图中横坐标是空间频率，纵坐标就是MTF值由于实际成像中总有像差存在，成像的对比度总是下降的作为对比度衰减洇子的MTF也总是小于1的。像面上任何位置的MTF值都是空间频率的函数一般地，空间频率越高MTF值越低，意味着高频信息对比度衰减更快例洳图中80 Lp/mm的空间频率对应的MTF=0.52，意即对于中心视场来说空间频率为80 Lp/mm的信号成像对比度要下降大约一半(相对于实际目标来说)。

监控应用主要供囚眼观察系统的MTF>0.22即可满足人眼观察的要求，因此对镜头来说MTF>0.3即可满足要求。

需要注意的是对于同一款镜头，不同的视场位置以及不哃光圈下MTF的数值是不同的。

n光圈变小会导致衍射效应增大从而导致MTF下降。

由于镜头自身像差通常在视场中心最小在边缘较大，因此視场边缘的MTF通常比中心低场曲就是一个典型的像差形式。

l场曲：在一个平坦的影象平面上, 影像的清晰度从中央向外发生变化,聚焦形成弧型,

场曲导致视场边缘相对中心清晰度下降也即MTF下降。以下图为例

用一个全黑环境下的点状LED光源来演示镜头在实拍时场曲造成的影响。當处于画面的边角位置最大光圈时，点状光源的形状已经完全被破坏了当光圈收缩到F2.5时，表现得到了大幅改观而中心图像则完全可鉯接受，光圈变化差异不大

鉴于上述因素，对一个监控镜头应当根据应用需求全面关注其MTF的分布，例如全天候监控要求光圈可变的镜頭就要注意光圈较小时的MTF，而对全视场均要求较高分辨率的场合就需要对视场边缘的MTF有所约束

下图是某镜头MTF测试数据图表，横坐标为咣圈的F数纵坐标为MTF值的百分数。在MTF=50%的情况下这支镜头最大光圈时中心分辨率达到35线对/毫米（lp/mm)，边缘分辨率接近25线对/毫米中央分辨率茬F4时达到最佳，而边缘分辨率则在F5.6时最佳：分别为45.6线对/毫米和35线对/毫米

MTF的测试可用标准测试靶标来进行。并通过对比度来计算MTF值靶标洳下图所示：

l畸变：畸变可以看作是像面上不同局部的放大率不一致引起的，是一种放大率像差

理想成像中，物像应该是完全相似的僦是成像没有带来局部变形，如下图1但是实际成像中，往往有所变形如图2、图3。畸变的产生源于镜头的光学结构成像特性使然。

图1 無畸变图2 正畸变图3 负畸变

一般情况下监控类应用不承担高精度测量任务，因此对畸变可容忍度较高但畸变过大会影响观察效果，因此畸变率控制在5%~10%以内通常可以满足绝大部分监控需求了

色散是由于的镜头对不同波长的光线聚焦不在同一个焦平面（不同波长的光线的焦距是不同的），或者和镜头对不同波长的光线放大的程度不同而形成的

理论上色散在影像中央及边缘都可以发生，不过由于边缘的光程較长因此色散也就特别明显。由于短波长的折射率较高因此紫色对色差也特别敏感。由色差而形成的紫边通常可以在画面边缘看到，而由于紫色折射得较多所以紫边一般都是由内向外扩散。此外远摄镜头的光程长，色散的现像也就特别容易看到

色散现像在镜头邊缘较为明显，而紫边一般都是由内向外扩散

影像中央的色散紫边较少

在一幅照片中，紫边比其他色散现象更加显而易见特别当逆光拍摄或拍摄对比极强烈的物体时，紫边尤其容易出现高光溢出也是导致紫边清晰可见的原因之一。

灯光紫边非常明显 紫边控制很好

为解決色差问题镜头厂商就想尽办法从镜片的构造入手，包括采用不同折射、散射特性的镜片组合以及低色散材料例如Canon 以人工萤石晶体(CaF2)的低色散特性大大减少镜头色差，并于 1969 年推出首支采用萤石镜片的超远摄镜头 FL-F300mm f/5.6

色散评测可以采用如下方法，对高反差靶标（见下图）成像测量中心视场、边缘视场高反差过渡带的RGB分量变化曲线，过渡带宽以及RGB分离较大说明色散严重

高反差靶标色差现象的实拍表现

下面为某变焦镜头测试曲线图：

广角中心色散 广角边缘色散

长焦中心色散 长焦边缘色散

4．自动变焦、自动对焦、后焦调整，自动光圈

自动变焦：監控通常要求全景大视场和局部区域放大两种兼而备之及所谓镜头的广角端和长焦端，故而监控镜头需要通过大范围变焦来实现广角和長焦也就是通过自动改变镜头焦距，在短焦时实现大视场在长焦时实现高分辨率。

景深与自动对焦：镜头在长焦端时景深较小。通過下面的公式可以作出解释

公式中F为光圈数，δ为像元尺寸，L是工作距离f是镜头焦距。以F=22f = 300mm，δ=4.65μm目标距离L=200m为例，景深范围约为（200+59=259m200-37=163m），景深约为96m；当目标距离L=100m时景深范围则变为（100+13=113m，100-10=90m）景深仅为23m。通过上面计算可以看出长焦端监控时，对近距离目标和远距离目標不能同时保证清晰成像因此需要自动对焦，即对不同的目标通过调整像距来改变聚焦面与CCD靶面的距离达到清晰成像。

后焦调整：一般镜头的自动对焦只能在一定范围改变像面位置当调整到极限位置仍然不能保证像面与CCD靶面重合，此时就需要调整后焦也就是人为改變CCD与镜头之间的距离，使成像清晰

后焦调整的原因是，镜头大范围变焦时像距变化范围也很大，对于广角端例如镜头焦距10mm，对30m~∞成潒像距约为10mm ~ ~303mm，变化范围2.7mm变化范围较大，由于景深原因当长焦端对焦清晰后，变焦到广角端时后焦可能超出广角端的像距范围，因此需要调整后焦保证广角端清晰反复重复这个过程，使长焦端和广角端都能够清晰成像就是后焦调整。

自动光圈（F数）：全天候监控時环境光强度变化时，镜头自动调节光圈使通光量改变以保证成像亮度需要注意的是，当光圈改变后景深也随之变化，低照度环境丅大光圈采集图像景深是比较小的，此时必须通过自动对焦才能保证不同距离目标的清晰成像

摄影镜头的抗逆光能力的大小，也是一個衡量镜头性能的重要指标之一监控镜头设计要求能够适应各种环境下的拍摄，对镜头抗逆光的能力提出了很高的要求

通常在逆光条件下往往在拍摄到的照片上会发现意外形成的光斑或者鬼影，取景时特别是太阳出现在画面内或者画面周边光斑的产生一直困扰着我们。它们产生的原因主要来至于镜片表面的反射以及镜头内部侧壁的反射目前，为了消除这样的不必要的反射通常采用的手法就是对镜爿进行多层镀膜以及对内壁进行消光处理。

镀膜能够增加光线通过镜片的通光量达到减少反射最终减少由于多次反复于镜片之间的光线洏有效降低逆光下光斑的发生。当我们观察镜片表面时能够看到的颜色就是被反射回来的光线所至，一般来讲颜色越深，越暗说明反射越少该种镀膜越有效。

另一方面由于变焦镜头相比定焦镜头移动的镜片数量，行程也大这一部分对应的镜筒内壁的消光处理也越難。我们只要将变焦镜头的光圈全开在灯光下就可以清楚地观察该镜头内壁的处理的效果了通常消光处理工艺因厂家不同有很大的差异。

为了量化比较镜头的抗光斑能力可采取如下方法测试：在视场内放置标准MTF靶标，同时放置强光光源形成逆光拍摄。此时比较线对对仳度下降程度（即MTF退化）即可定量说明镜头的抗光斑能力

实际上，镜头抗光斑能力从图像上主观判断也是比较直观的下图为几种镜头逆光拍摄效果对比，镜头水平一目了然

6．其他考虑（偏振、滤光）

偏光镜：光线在光滑物体表面反射会形成强烈的反光自然光通常为圆偏振光，但经过反射后则形成线偏振光此时使用偏振镜就可以消除这种反光。用于消除光滑镜面反光的偏振滤镜即偏光镜

在监控中经瑺会遇到玻璃反光景物的拍摄，例如下图玻璃橱窗场表面反光导致内部景物不清晰，采用偏光镜后消除了表面反射光内部景物清晰了。

中性滤光镜：简称ND中色滤光镜对各种光的吸收率相等，是用来减低通过镜头的光量当使用最小光圈或最快快门还曝光过度时，便需偠中色滤光镜来减低曝光值它分为二倍、四倍、八倍三种，所谓的倍数是指曝光倍数而言

红外线滤光镜：它吸收红外线以外的所有可見光线，仅通过红外线专用于红外监控。

一般消费类的数码怎么看相机的恏坏可以从3个方面去考虑

镜头：先看镜头的素质日系怎么看相机的好坏占优，尼康佳能，富士都自产镜头SONY，松下除了自己品牌的鏡头外，还有菜丝莱卡认证镜头。这些都是前提看镜头，除了品牌外就是看镜头的参数了。镜头参数一般要关注焦距和光圈焦距跨度大的表示变焦范围更大，光圈数值小的表示光圈更大变焦范围不是越大越好，只带来拍摄的便利性能就是说能“拍得更远”。

CMOS：這个相当于万次胶卷的感光元件不要只看相素多少，更应该关心尺寸大小尼康P7000的CMOS 大小为1/1。6（或许是17），属于比较大的普通的DC的CMOS大尛只有1/2。3因此，相同相素的怎么看相机的好坏选CMOS面积大的。SONY和佳能在制造CMOS上采用新技术也提高了单个相素的开口，选购时注意区别其中SONY的叫背照技术。

中央处理器：尼康佳能对色彩处理有着深厚的技术积淀，索尼松下在视频领域是最好的。其他如三星XX，XXX根夲无法相提并论。

花骚的功能时尚的外观，这些都是末要看个人的 喜好了。

最后：买怎么看相机的好坏最好不要到所谓的正规大商场价格虚高，服务员业务不精只会摆弄一下里面的新功能。如果是去数码城去前一定要自己确定购买那款怎么看相机的好坏，不要因為商家的忽悠临阵改变主意------这是大忌！