慧眼识镜 辨识监控镜头四部曲之应用篇

    近年来，安防行业迅猛发展，市场上安防监控镜头不仅种类繁多，而且每一种镜头都有自己的特点和用途。在配合摄像机的使用上，大多数监控镜头厂家生产的镜头是直接插入一体摄像机内，或与监控摄像机一起使用的直插式镜头或板机镜头。这种镜头的使用方法和使用环境相对简单，在此我们不一一讨论。众所周知，C/CS接口的监控镜头，对图像要求较高，本文中我们就来探讨一下，在监控镜头的应用方面，有哪些问题是我们应该注意的。

    1、监控镜头焦距的选择

    选择监控镜头的焦距大有学问。选择镜头时，应根据摄像机与被监控目标的距离和目标物的大小来选择镜头焦距的尺寸，如下图所示： 

示意图   

    图中各参数的含义：

    f：镜头焦距

    h：图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度)

    H：被摄物体宽度

    D：被摄物体至镜头的距离

    v：图象高度(被摄物体在ccd靶面上成像高度)视场(摄取场景)高度

    V：被摄物体的高度

    镜头焦距可由以下公式计算出：

    根据目标物的垂直尺寸来计算：f＝vD／V

    根据目标物的水平尺寸来计算：f＝hD／H

    由以上公式计算出的监控镜头的焦距是所摄物体在监控镜头上面显示满屏的时候所用的焦距。举例来说，在1/2"CCD的摄像机上要看清楚500米以外的，2m高的人，理论焦距值要达到1200mm才可以。然而在实际监控中，我们只需要30*30-40*40线就能在屏幕上面分辨人的性别。作为专业的监控镜头生产厂家，深圳超音速研发生产的AVENIR ETOKU精工镜头在工程应用上具有非常丰富的经验。AVENIR ETOKU精工镜头的工程师非常专业的点出：“以我们现在一般的监视器的像素1920*1080线来计算，我们需要分清人的性别只需要人占屏幕大小的甚至1/30就可以办到。在实际监控中，我们到底需要将被摄物体显示满屏观察还是显示1/3屏？若显示1/3屏，则监控镜头焦距又可缩小到理论焦距值的1/3。监控镜头是否是高清镜头，对我们的焦距的选择也有影响。若为标清镜头需要满屏显示的，高清镜头只需1/2屏甚至更小已经可以满足标清镜头的满屏需求。”    

    2、工程应用中监控镜头景深的调试

    对被摄景物聚焦清楚时，即使被摄景物是具有立体感的被摄体，在聚焦清楚的前后一定范围内看上去图像都是清晰的。这个前后的一定范围就称作景深。在数值上，许多人会认为F1.0的监控镜头效果可能会更好，但是在实际应用中，我们发现F1.2和F1.4的监控镜头能够看清楚的范围更广。为什么会出现这种情况？主要在于景深的调试。景深的调试其实在监控镜头的实际应用中非常重要，但却很容易被忽略。

    很多甲方使用者在实际应用中会遇到这样的问题，在工程安装的时候，监控镜头能够聚焦清楚，但是一旦光线环境发生变化时，监控镜头就会出现聚焦不实的情况。这种状况的出现，并非镜头的质量有问题，而是因为在调试时，监控镜头的景深没有调试好所导致。像AVENIR ETOKU精工镜头在景深的调试设置上因地制宜，会非常细致的考虑到工程应用中的诸多细节。以AVENIR ETOKU精工镜头的实践经验，如何解决这个问题？这就需要在监控镜头的调试时，注意将镜头的光圈打到最大，因为此时监控镜头的景深最短。在监控镜头景深最短处调试清楚，当镜头的光圈关小，景深变长时，镜头自然也清楚。如果在白天自然光的情况下，控制自动光圈镜头的光圈需要开到最大，并且少不了NDfilter（NeutralDensity）减光镜。减光镜可以有效的减少通过监控镜头的光线，在自然光的情况下使监控镜头的光圈开到最大。NDfilter（NeutralDensity）减光镜对于监控镜头的调试来说，非常重要。

    AVENIR ETOKU精工镜头的专业工程师同时也提醒：“摄影镜头的景深调整可以实现超焦距，也就是当镜头对焦在无穷远时，从超焦距到无穷远这段距离内的物体都清晰，而近于超焦距的物体都模糊不清。在监控镜头上的超焦距我们暂且称之为类超焦距。要实现此状态，在监控镜头的调试时，需要先将镜头在类超焦距的范围内调试清楚，然后将监控镜头对向无穷远处，对监控镜头进行微调，让无穷远处清晰；再将监控镜头移向类超焦距的范围，此时类超焦距范围内的画面稍微变模糊，再次进行微调，反复几次，使监控镜头在类超焦距和无穷远处都清晰，即实现了类超焦距状态。”

    我们在做工程和标书的时候，一定要了解客户的使用环境和要实现的监控目的，结合监控的范围需求，才能更好的为客户因地制宜的选择即经济又适用的镜头。

    3、银行监控系统中的使用

    由于金融业的特殊性，银行在普及安防监控这块，在国内毋庸置疑的起到了领头作用，AVENIR ETOKU精工镜头的SSV0358GNB这一款在国内各大银行的首批监控系统中，占据很大的市场份额。由于整个行业的迅猛发展，在二十来年的发展中，高清监控系统的呼声也越来越高。在这种情况下，银行监控系统却依然停留在最初的标清监控上按兵不动。那么，在标清监控系统的基础上，我们应该注意哪些问题？作为高清监控系统，在银行中到底应该如何实现呢？

    众所周知，银行监控中需要完成柜台内外的人员和钱票等的监控，要求同时看清柜台里外的监控，需要同时看清画面里外大概1到2米的范围内的情况，对监控镜头的景深就有着很高的要求。若监控镜头景深达不到要求，则很难同时看清两处。由于监控镜头设计要求，若要求监控镜头有大的景深，监控镜头的F值的就要下降，而在银行的监控环境中，光线充足，F值稍有下降，对监控画面无太大影响。

    那高清监控将会以怎样一种方式在银行监控系统中实现呢？通过高清监控镜头对办理业务的人员的监控图像进行提取，与其所办理业务的单据等进行一个合并，然后存入电脑系统，通过电脑系统来完成一系列的对比、匹配工作，将会不会是银行监控的发展方向呢？诚然，高清监控系统在银行系统的应用中，监控镜头做为监控系统的前端，不可避免的要高清化，同时也少不了其他配套的传输、存储设备等的升级。我们相信，银行系统的高清化将会是整个行业的又一次大跨越。    

    4、道路监控应用

    在道路监控中，负责在主干道上监控汽车违章等情况，就对监控镜头有着无畸变，或者说畸变很小的要求。若有畸变，则会造成所监控的车牌数字等变形、不清晰等现象。在此种情况下，监控镜头安装要特别注意不能被车灯直射。若车灯直射会导致监控画面发白，无法看清监控范围内的情况。最好的解决办法是在监控镜头前面加上偏振片，这样能降低汽车车灯直射方向的光线，减少直射的强光进入镜头，使画面清晰。

    而在平安城市的道路监控中，监控镜头主要是看道路两旁。此时需留意，道路两旁环境光线强弱随时间变化很大时，选择镜头一定要选择能自动调节光线大小的自动光圈监控镜头，以防止光线太强，摄像机电子快门速度不能满足要求导致画面变白或光线比较暗画面模糊不清等情况的发生。若为手动光圈监控镜头，此时调节，需要注意在监控镜头的光圈开到最大、通过调整摄像机的后焦距使镜头最小物距至无穷远处都保证清晰，才能调试到最好的效果。但是由于监控镜头的光学特性，在光学设计中考虑的三基色RGB的权重不合适，以及镀膜的时候不同波长的透过率的高低有偏差，与CCDCOMS透过的光谱曲线有偏差导致在观测红绿灯、霓虹灯、LED灯等光源时，普通品牌监控镜头不可避免的会发生偏色现象，但是深圳市超音速电子有限公司的AVENIR ETOKU精工镜头就不会有偏色的现象。

    除了这些问题以外，在监控镜头安装过程中，我们也要注意不能弄脏监控镜头表面，否则会影响到监控镜头的监控效果；监控镜头的安装角度要向下不要直冲阳光，否则，监控画面会有光晕，炫光等现象。防护罩的玻璃也要尽可能表面光洁度高，厚度均匀，以便光线更好的透过；防护罩要特别注意遮光，尤其是一些无法避免阳光直射的监控场所，通过防护罩玻璃进入镜头的杂光、反射光都会对成像象质有很大的影响。只有留意好每个细节，才能够让监控镜头最大范围的发挥其作用。