实现CCTV镜头多样化高画质监视的技术

主页（http://www.pttcn.net）：实现CCTV镜头多样化高画质监视的技术

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。