南宁道路监控系统对镜头的要求

　　一般监控系统中，特别是南宁道路监控系统中，全天的光照变化很大，在首先保证镜头F8光圈内有较好的成像质量之外，用于夜间远距离监控的镜头，其F值要求足够小，以保证在较大相对口径状态下有良好成像质量。当然F值越小，镜头的价格越贵，如是大倍数的变焦镜头，其镜头价格要远高于摄像机其他部分的价格。而在道路监控系统，特别是城市道路监控中选用的日夜兼用型镜头，除了镜头的光圈值之外，还要综合考虑到灯光照明条件下的红外光修正，以确保成像的清晰。

　　室外的监控系统由于光照变化大，一般要求使用自动光圈镜头。当然镜头的实际通光量，除了F值之外还与其他因素有关，如镀膜、镜头的材质和镜头本身的尺寸有关。我们在测试中曾经发现同样的F值，实际的通光量会相差20%。

　　一 高清镜头的工程性能　　高清监控工程的应用中，镜头除了要有好的光学性能之外，良好的工程性能(易调试、高稳定性)已凸显其重要性，否则镜头聚焦的不精确将造成图像质量的下降，无法体现高清的优势。

　　鉴于此，我们建议应用于高清体系下，多用于固定监控点的手动变焦镜头应具备以下工程特性：

　　多相位聚焦点：传统的手动变焦镜头聚焦点只有1个，这在高清系统下，聚焦点的掌握非常困难，特别是室外调整。多相位聚焦点可确保调试的精确，确保高清质量。

　　变动聚焦功能：在镜头的聚焦完成后，调整镜头的焦距仍能保持图像的清晰，直至要求的焦距。

　　二 镜头的光学性能：　　高清摄像机的出现使得监控画质有了一个很大的提高。如720p、1080p的IP高清摄像机，3M、5M分辨率的工业高清摄像机等。与之配套的高清镜头在市场上也不断大量的出现。但实际使用之后发现问题不少，鱼龙混杂。有以普通分辨率充高分辨率的，有清晰度不均匀的，有镜头中心部分的分辨率达到要求，边缘分辨率很差的等等，实际应用情况并不乐观。

　　针对安防系统，特别是道路监控应用领域，要求镜头能够在全视角范围内都具有高分辨率(如与1080p高清摄像机配合，镜头的分辨率要求在2M以上)，简单而言，就是对镜头的MTF曲线图有较高要求。同时，为了能充分体现摄像机的低照度特性，

　　● 镜头的MTF值　　镜头的MTF值可用来分析判断一个镜头的成像质量。MTF值 (模量传递函数) 是对镜头的锐度， 反差和分辨率进行综合评价的数值。当然镜头的MTF值并非万能， 它没有表现镜头的色差，色散，像场弯曲等，因此不能说明镜头的一切，但它确实是现阶段表现镜头光学能力最科学， 最全面的指标。

　　● 镜头的光圈值　　光圈系数F值是相对孔径的倒数，相对孔径是镜头通光直径除以镜头的焦距得出的相对值。F值是衡量镜头通光量的一个重要参考指标，光圈系数F值愈小，在同一单位时间内的进光量便愈多。

　　综合以上镜头的光学性能，以及监控系统的特殊要求，即要求在相对大的光圈下，镜头的MTF要高质量，能够如实体现高清摄像机性能的高清镜头对选材、制造工艺等都有非常高的要求。

　　根据市场上镜头的综合性价比，我们建议手动变焦镜头的F值在1.2～1.4，电动变焦镜头的F值在1.6～1.8。这样才能最大限度体现出摄像机的低照度性能。

　　在架构铁路安防监控系统时，需要根据其线路应用特征和环境的特殊性，要考虑到各种常规监控应用系统以外的特殊因素，例如以下几个方面：

　　风雨雷电等自然现象

　　风、雨、雷、电给室外摄像头带来很大的考验，雨雪、高温、低温、雷击、大风等，每个破坏环节都可能造成系统维护成本的剧增，而铁路项目的特点是跨度大，常常是山高路远，有时还要高空作业，并且系统一旦开通运行再申请作业会遇到很多限制，造成成本增加。因此，室外摄像头的选型、安装、接线及摄像头本身的高质量尤其重要。

　　长距摄像问题

　　高铁监控，按照点位主要分为室内机房、室内候车厅、售票处及室外广场、站台等，这些位置的摄像头部署没有特别特殊的地方，但是另外一个点位较多的应用就是铁路沿线，绵延的铁路，是长距摄像头的绝对用武之地，长距摄像头可能需要监控几十米、几百米甚至几公里，那么，意味着长距摄像头可能需要有几公里的望效果。望摄像头并非简单的摄像头加长焦距镜头。简单说，当焦距拉到一定长度时，手动键盘的操控很难去定位一个很远处的目标物，也就是说，摄像头的微步控制功能很重要。另外，高空望摄像头，抗抖动、夜视照明问题等都需要重点考虑。

　　预置位精度

　　高铁监控中，为了快速定位场景或响应报警，通常客户会设置多个预置位供将来快速调用应用，预置位的数量通常不是问题，目前多数摄像头支持128甚至256个预置位，而实际项目上也不会用到这么多，但是预置位的精度是考察PTZ摄像头的重要指标，例如，当用户设置好一个预置位后，通常日后调用，有的摄像头预置位会出现偏移，这样不得不再次进行手动微调，失去了预置位本身的意义，影响使用。

　　编码器及DVR的选型

　　高铁项目中，编码器及DVR通常分散部署在各个站点机房内，因此，编码器及DVR需要具有超稳定的性能(嵌入式编码器和嵌入式DVR是首选)，良好的联网能力、远程管理及升级能力。由于网络系统架构复杂、跨度大、路由多，因此需要编码器设备能够具有本地缓存功能，在网络暂时终端情况下不至于丢失视频，一旦网络恢复能够将视频补充给NVR存储。另外，图像清晰度、双码流支持、双向音频支持、报警输入输出数量等都是需要考虑的指标。

　　编码标准

　　目前，铁路项目中主要采用的是MPEG-4编码技术及H.264编码技术，将来可能部署AVS编码，采用帧内压缩与帧间压缩相结合的方法去掉视频信息的时间和空间上的冗余信息。编码设备时延应不大于300ms，每一级转发时延应不大于500ms，解码设备时延应不大于300ms，PTZ响应时延应不大于500ms，系统前端采集设备到用户监视终端时延应不大于3s。

　　随着高清监控发展的日趋明显，安防行业技术慢慢走向成熟，高清镜头除了光学性能的提升，镜头的生产和组装也发生着变化。

　　如今，百万像素镜头面临的主要问题有两个：

　　一是制造工艺、加工精密度等方面都比普通镜头要高;

　　二是目前在监控高清领域，后端很多产品如传输设备、显示设备、录像设备、带宽等的高清化还不理想，面对如此挑战，百万高清监控镜头要想真正实现普及还有一定的难度。不过种种迹象表明，百万高清镜头的出头之日不会太久，在未来3-5年内，高清监控镜头将拥有理想的市场反应。