監(jiān)控鏡頭分辯率及高清攝像機(jī)鏡頭的選擇
來源:CPS中安網(wǎng) 編輯:航行150 2012-08-03 09:12:51 加入收藏
目前百萬像素高清攝像機(jī)已越來越多地應(yīng)用于監(jiān)控,有1百萬像素攝像機(jī)、2百萬像素攝像機(jī)、5百萬像素攝像機(jī)。攝像機(jī)的像素高是圖像清晰的一個方面,另一方面高像素感光元也要配以高分辨率的鏡頭才能使高清攝像機(jī)的能力得以體現(xiàn)。
鏡頭分辯率
鏡頭的分辯率是指在成像平面上1毫米間距內(nèi)能分辨開的黑白相間的線條對數(shù),單位是“線對/毫米”(lp/mm,line-pairs/mm)。
鏡頭對黑白等寬的測試線對圖并不是無限可分辨的。當(dāng)黑白等寬的測試線對密度不高的時候,成像平面處黑白線條是很清晰的。當(dāng)黑白等寬的測試線對密度提高時,在成像平面處還是可以分辨出黑白線條,但是白線已不是那么白了,黑線也不是那么黑了,白線黑線的對比度就會下降。當(dāng)黑白等寬的測試線對密度提高到某一程度,在成像平面處黑白線的對比度非常小,黑白線條都變成了灰的中間色了,這就到了鏡頭分辨的極限。參見圖一。
圖一
好的鏡頭和差的鏡頭的分辨率是有很大不同的。測試鏡頭分辨率的一種方法是將待測鏡頭裝在一個膠片照相機(jī)上。去拍攝黑白條紋圖(分辨率圖版),然后用高倍放大鏡(鏡頭分辨率檢測儀)檢測底片上每毫米范圍內(nèi)能清晰分辨的線條對數(shù),能分辨得越多則分辨率越高。按照我國照相機(jī)檢測標(biāo)準(zhǔn)(JB745-65),一般135照相機(jī)的鏡頭中心視場達(dá)到37線對/毫米、邊緣視場達(dá)到22線對/毫米,就算是一級鏡頭。
用數(shù)線條的方法確定分辨率是一種方法,還有一種更為客觀的方法是測量鏡頭的MTF函數(shù)。
MTF(modulation transfer function調(diào)制傳遞函數(shù))
以此來反映鏡頭的反差和分辨率
被測的黑白條紋圖(分辨率圖版)白線最亮處與黑線最暗處的差別,反映了被測圖形的反差(或稱對比度)。設(shè)白線最大亮度為Imax,黑線最小亮度為Imin,我們用調(diào)制度(Modulation)來表示反差的大小。調(diào)制度M定義如下:
M=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
同樣通過鏡頭成像的圖形白線最亮處與黑線最暗處的差別,反映了成像圖形的反差(對比度)。設(shè)白線最大亮度為I*max,黑線最小亮度為I*min,調(diào)制度M*如下:
M*=(I*max-I*min)/(I*max+I*min)
如果原來圖像的調(diào)制度M和經(jīng)過鏡頭后成像的調(diào)制度M*,那么MTF值為:
MTF=M*/M
當(dāng)然我們希望原來圖像的調(diào)制度M和經(jīng)過鏡頭后成像的調(diào)制度M*能“原汁原味”M*=M即MTF=1。這時經(jīng)過鏡頭后成像的反差(對比度)和原圖像一樣,但實際情況是經(jīng)過鏡頭成像的M*要小于原來圖像的M。當(dāng)被測的黑白條紋圖密度不高時,M*和M幾乎相等。隨著被測的黑白條紋圖密度逐漸提高時,I*max和I*min會逐漸接近,M*會逐漸變小,直到為0,MTF也同樣逐漸變小,直到為0。
鏡頭MTF測試結(jié)果
當(dāng)我們改變測試圖的黑白條紋圖密度時,所成圖像的條紋密度即所代表的分辨率或稱每毫米線對(lp/mm)也在改變。
將lp/mm值作為橫坐標(biāo)將鏡頭MTF值作縱坐標(biāo)連成圖,我們就得到了MTF-lp/mm圖,參見圖二。
評論comment