电子警察中镜头性能不断提高所引发的问题 - 安防知识网

随着新技术和伴随的问题出现，有的厂家高瞻远瞩，从电子警察的根本环节采取措施，引入新概念，新产品，从而带来新功能、新应用;有的厂家则见招拆招不断解决伴随的问题，以提高性能，从而推动着电子警察产品的大发展...

　　随着新技术和伴随的问题出现，有的厂家高瞻远瞩，从电子警察的根本环节采取措施，引入新概念，新产品，从而带来新功能、新应用;有的厂家则见招拆招不断解决伴随的问题，以提高性能，从而推动着电子警察产品的大发展。

　　性能的不断提高及其衍生的问题

　　看得更多、看得更清、看得更远是电子警察类安防监控永恒的追求。

　　更高的分辨率

　　在技术术语中，清晰度就是图像的空间分辨率，成像系统的分辨率是由CCD/CMOS传感器的分辨率和镜头的分辨率中的低者决定的。

　　从90年代初至今的20年间，电子警察走过了从胶片相机到网络IP监控，从标清到高清的历程，并不断地向更高的清晰度而努力革新技术。现在的电子警察已经达到了500万像素的图像水平，可以预见更高分辨率的系统将会诞生。但是，更高分辨率也会带来新问题。

　　提高分辨率有二种途经，第一种是增大摄像机感光靶面的尺寸,如1/1.8英吋摄像机;第二种，不增大感光靶面，而在常规的1/2"、1/3"的感光靶面上缩小像素尺寸，以增加像素点。

　　1、如果以增大感光靶面来提高分辨率，则常规型镜头不能选用，摄像机的普适性会降低，适应大像面的镜头需要重新研制，使镜头和系统整体成本会提升，但也无可否认，图质改善较明显;

　　2、如果不增大感光靶面，而以缩小像素尺寸来提高分辨率，会带来以下问题：镜头分辨率足够高，为保障分辨率，会增大镜头通光量，必然带来镜头景深的降低。对实际应用来说，使监控场景的后景变得不够清晰。因像素点缩小，感光性能下降，这样就需要强化补光来增加环境照度，且不说光污染，工程成本也大幅增加，整体可靠性也会降低。

　　低照度下成像

　　低照度下能清晰成像，低照度下能对高速飙车等快速移动物体清晰成像是电子警察的重要性能追求。目前应对方法是通过补光来提高环境照度。

　　现有的技术水平下，预期可行的方案主要有以下几种：

　　1、降可见光补光。这是最简单的解决方式，主要是采用闪光灯或常亮灯或者高频灯对所需要拍摄的路段进行局部的亮度提高，以此来提高摄像效果，达到可以清晰成像;但是可见光补光会有严重的问题，无论是何种补光，都会给驾驶员带来视觉影响。如闪光灯突然闪光，会给驾驶员带来瞬间的视觉刺激，或产生瞬时性失明，如此时有紧急情况，驾驶员会很难做出正确及时的判断，这是卡口拍照的国标中禁用的原因。再如常亮灯，往往会选用功率比较大的，也会给驾驶员带来强烈的炫目感，同样会给交通带来极大的隐患。现在的电子警察系统，在补光上已经达到相当程度，高档强补光灯的价格甚至高达每只数千元，一套电子警察系统要配多个补光灯，其直接成本和维护成本都非常高，而系统的性能还会随着补光灯性能的衰减而出现降低。

　　2、降低照度摄像机。这方面有很多高科技公司都在探索，尤其是用图像处理的原理达到HDR的效果，以扩大摄像机的动态范围，力图解决或者缓解低照度难题，虽已取得了一定的效果，但还是无法解决较低照度下的成像问题。因为镜头的光圈不够大，进光量少而无法更大程度的改善，而这样做的代价是图像处理的负担较大，尤其是随着分辨率的提高，图像处理的工作量会以几何倍率增加。目前，用图像处理实现HDR功能的主要还是应用在分辨率不是很高的摄像机中;

　　3、降大光圈大景深镜头。大光圈镜头带来更大的通光量是解决低照度难题比较好的方法，同时也能改善高速车辆成像时图像拖尾明显的问题。目前行业内常用的镜头是f=16，其最大光圈是F/#=1.4，但是在电子警察的实际应用中，为了能看清路口一定范围内的车辆，包括对面信号灯而需要有较大的景深，为了达到这样的景深，镜头的光圈往往要调到F/#=4.0。而在实际应用中，无论是F/#=4.0或F/#=1.4，都无法满足低照度环境下对通光量的要求。更大的通光量，同时又具有较大景深的镜头是应用中的首选。但是从传统光学角度来说，或从理论上讲是不可能的，即大光圈或说大的通光量，必然会带来景深较短的结果。而世界首创的EIDOF技术在光圈景深联合延拓方面为这个矛盾的解决提供了可行性方案。就目前的产品iLens?1610能够达到F/#=1.0，而景深能够实现大于F/#=4.0的镜头的景深的效果。在这样的指标下，这个镜头的通光量大约是目前具相同景深的镜头的16倍。由此，极大地缓解了行业内既要低照度又要大景深成像的需求。但这方案是不是终极解决方案，还需拭目以待。

　　4、降EIDOF技术的镜头+低照度摄像机。在未来，可以预见的是应用EIDOF技术的镜头和低照度摄像机的结合，这样的系统将会极大地解决行业对低照度成像的需求，同时能提供大景深的性能，预计这样的技术搭配或将是行业应用最佳的解决方案。

　　大景深成像

　　随着高清的发展趋势，在分辨率提高的基础上，就使得电子警察系统有能力获得更多的信息。

　　同时就会给镜头端带来更多的需求，需要提供尽可能大的景深范围，应包含中心车道至边缘车道，包含近端的车牌及远端的交通信号指示灯。一般来说，为保证景深都采用减小光圈的方法，常用的设置是把F/#设置在4.0以获取景深，这又极大地损失了通光量。

　　随着更高分辨率的提出，更小的像素点，同时又希望得到更大的光圈，这就使得如今对于镜头端需求愈发明显，更大的光圈以及更大的景深都是发展的必然，这就要求镜头端在传统光学成像的基础上实现突破，在保证景深范围的基础上更好地实现高清晰度。

　　零畸变需求

　　随着高清的发展以及分辨能力的不断增强，电子警察系统对于细节要求的精准程度也在不断提高，为了能对事故现场有较好的精准的几何记录和颜色记录，低畸变甚至零畸变的成像系统就越来越显得是必须的了。

　　在目前的行业应用中，成像系统的几何畸变是非常普遍的，对颜色畸变更是关注很少