如今的安防市場競爭，猶如一場擂臺賽，特別是在這個高清時代，監控對畫面清晰度的要求遠高于從前的模擬時代。監控鏡頭，是實現攝像機高清效果不可或缺的平臺。然而國內鏡頭市場，其競爭激烈程度不遜于監控攝像機市場。高清監控鏡頭的“功力”比試，歸根結底還是技術和質量的比拼。過五關斬六將，看看你的監控鏡頭能否通過六道專業測試關卡？在測試之前，我們先來了解一下幾個概念。
1.什么叫做高清
在進行鏡頭測試前我們首先應該弄明白一個概念：何謂“清楚”？通常人們理解的清楚即為畫面達到肉眼能夠清晰分辨、沒有模糊的程度，而光學上的清楚則強調的是圖像各部分的亮度細節。一幅正常清楚地圖片，其不同亮度的三原色是按一定規律分布的（如圖），因此我們所說的清楚是指三原色各個亮度細節充分顯示，這是用肉眼無法識別的，通常會借助一些如imatest檢測工具。
左 高清原圖 右 RGB亮度細節信息圖
在這個測試中，我們以AVENIRETOKU精工鏡頭作為測試參考目標。在AVENIRETOKU精工鏡頭的定義中，高清并不只是中間清楚，還要要求中心和四周同時清楚。這一點可以通過ISO分辨率測試卡用肉眼來觀察。ISO測試卡就是通過測試監控畫面中心和四周的線對來判別鏡頭的解像力。高清鏡頭測試卡通常是用16:9，鏡頭要達到高清一般要求四周達到1000TV線以上。
2.攝像機參數設置
攝像機參數設置包括銳度設置、亮度設置、對比度、靈敏度設置、灰度設置、白平衡設置等。在監控攝像機安裝調試，進行測試前首先要進行這些參數的設置。這是因為到了高清時代，很多監控攝像機都采用了CMOS感光芯片，而CMOS芯片在信噪比和低照度環境下的效果要略遜于CCD芯片，在高質量要求監控環境下應用CMOS芯片攝像機，調整其參數就顯得十分有必要了。
在進行攝像機參數設置時，銳度和亮度設置都不應該過高，銳度過高會顯得畫面不夠平滑、柔和，而亮度高會造成畫面發白；靈敏度也應保持適中，過低的話不能很好的顯示動態畫面，而過高則有可能跳幀造成畫面不流暢；如果使用的是CCD芯片攝像機，而又不太熟悉這些參數的設置則最好保持默認狀態。
3.高清鏡頭的測試
A.解像力測試
解析度測試測評的是鏡頭分辨物體細節的能力，以畫面每單位高度的線條數來表示。這一測試通常會用到兩種測試卡，一種是ISO測試卡，一種是EIA測試卡（如圖）。ISO測試卡對應尺寸是16:9，EIA測試卡則是4:3，這里主要介紹用ISO1233標準分辨率測試卡測試鏡頭的解析力。
左圖 ISO測試卡 右圖 EIA測試卡
通過對AVENIRETOKU精工鏡頭進行測試時，根據ISO測試標準設定光照、環境數據，正確連接、架設攝像機，注意監控鏡頭的焦平面應與測試板平行。在進行取景時，測試卡影像水平邊緣應與測試板框線平行，并根據ISO的規定使測試卡有效高度充滿影像畫幅的高度（即測試卡鋪滿整個屏幕）。在進行攝像機參數設置時，原則上應保持出廠設置默認不變，沒有出廠預設的參數按最可能使用的設定進行測量，并在測試結果上注明該信息。
監控攝像機及鏡頭均調到最佳狀態（畫面最新清晰）后，用肉眼觀察顯示屏的影像畫面，按如圖標示的讀數區讀取線數，線數讀取規則從低頻測開始跟蹤，到線條數減少（如5條變為4條）、中間斷開或開始模糊處為止。
ISO測試卡主要讀數區域示意圖
(紅色區域為傾斜45°方向、綠色區域為水平方向、紫色區域為垂直方向、藍色區域為四周)
一般高清鏡頭四周分辨率（圖中藍色框內讀數）要求至少達到1000線以上。AVENIRETOKU精工鏡頭測試出來的結果四周分辨率均達到1000TV線以上。
B.色彩還原能力測試
發光體的顏色與其溫度有關，大部分物體在相同溫度下發出的光的顏色是一樣的，但是在不同溫度的光源環境下，物體發光的光譜會不同，也就是所謂的色溫。人眼能夠適應光的變化，因此在不同光線照射下物體的顏色看起來是一樣的，而攝像機則不能自動適應光線的變化，因而當光線變化時，拍攝物體的顏色也會有變化。一款好的高清鏡頭能夠較好的還原畫面的真實色彩，也就是具有較好的色彩還原能力。
在AVENIRETOKU精工鏡頭色彩還原能力進行測試時，我們可以觀察到，對測試鏡頭的色彩還原能力通常用到的是一種24色卡（如下圖），色卡上有24種不同的顏色，對應每一種顏色都會有一個數值標識。測試時，變換不同光源，將攝像機拍下的色卡中各色塊的數值與標準值比較，差異越小表示色彩還原能力越好。
24色卡
C.灰度分辨能力測試
灰度測試即是攝像機鏡頭對于白和黑之間顏色的分辨程度，灰度測試是監控鏡頭清晰度測試最基礎的部分。鏡頭對灰階的分辨能力越好，畫面對比度就越高，圖像也就越清晰。灰度測試通常用到灰階測試卡（如圖），測試在不同光源環境下，比較拍攝測試卡所得圖片的灰階分辨效果。
灰階測試卡
D.紅外效果測試
為了滿足高清時代全天候監控的需求，現在很多攝像機和鏡頭都帶有紅外夜視功能。百萬高清鏡頭在應用上既要實現全天候，同時也要百萬高清，那么紅外功能就必不可少了。
由于紅外功能是矯正紅外光和可見光成像焦面的問題，故測試鏡頭的紅外功能應在白天和晚上（通常是可以控制光源的暗箱）進行。具體做法是，把攝像機、鏡頭以及測試物架設好后置于暗箱中，打開光源并調好鏡頭，使鏡頭效果達到最清晰；關掉光源，進行紅外功能切換（大多攝像機支持自動切換），觀察對比此時的監控畫面與有光源情況下是否同樣清晰。
當前實現紅外功能主要有兩種方式，一種是光學矯正，一種是使用特殊材質打磨鏡片。前者是通過適當形狀的鏡片組合減少色散，在短焦鏡頭上應用效果較好，但在長焦鏡頭上這種矯正效果就不太明顯了；后者是在前者基礎上使用超低色散材質，目前使用較多的是ED玻璃（例如AVENIRETOKU精工鏡頭大量使用了這種材質），這種材質的使用再加上紅外多層鍍膜技術使得鏡頭成像不論是白天還是夜晚都能達到百萬高清。
E.逆光鬼影測試
鏡頭抗逆光能力的大小也是衡量鏡頭性能的重要指標之一，監控鏡頭要求能夠適應各種環境下的拍攝，因此也對抗逆光能力提出了較高的要求。通常在逆光條件下拍攝的監控畫面上會發現意外形成的光斑或者鬼影，特別是在有對強光（如太陽、大功率白熾燈）的時候。光斑或者鬼影的產生有兩種原因，一個是鏡片表面的反射，一個是鏡頭內壁的反射。這種反射是不能避免的，但可以有效地降低，多層鍍膜技術以及內壁消光處理的應用可以很好的達到這一目的。鍍膜能夠增加鏡片通光量從而減少反射，一般來講，鏡片顏色越深說明鏡片反射光線越少，鍍膜越有效。
測試鏡頭的抗逆光能力可以采取如下方法：如在AVENIRETOKU精工鏡頭鏡頭視場內放置色卡，同時放置強光光源，進行逆光拍攝，觀察畫面的顯示情況，因AVENIRETOKU精工鏡頭都是采用了IRCoating多層鍍膜技術，測試結果顯示鏡片減少光線散射損失，實現通光率的提升，畫面很清晰，抗逆光能力強。當然，若鏡頭在測試過程中出現，畫面上強光區域明顯的偏白、帶有雜色或者出現紫邊，則抗逆光能力較差。
F.影像畸變測試
理想成像中，物像應該與實物完全像是，成像沒有局部變形，但在實際效果中往往會有所變形，也就是所說的畸變。這種變形通常是不能避免的，它的產生源于鏡頭的光學結構和成像特性。
好的鏡頭在設計上往往會考慮這一點，將變形降到最低程度。要測試鏡頭的抗畸變效果，可以使用畸變測試卡，量測所拍得的圖片，計算出畸變值。
畸變測試卡
結語
正所謂“真金不怕火煉”，好的高清監控鏡頭不論面對怎樣的考驗都能順利通關，而質量差、技術含量低的鏡頭在考驗中都會“現出原形”。通過對高清鏡頭多方位的測試，我們可以用更多的方法識別真正好質量的鏡頭。 |
