監(jiān)控鏡頭指標(biāo)評(píng)測(cè)方法
1．焦距與視場(chǎng)角
監(jiān)控的一項(xiàng)重要指標(biāo)是工作距離與監(jiān)控范圍（視場(chǎng)）。工作距離也就是物距，物體到鏡頭的距離u，視場(chǎng)角則是鏡頭能夠接收到達(dá)成像面上的光線的角度2θ，如上圖所示。則當(dāng)工作距離一定時(shí)，鏡頭的視場(chǎng)角越大，能夠監(jiān)測(cè)的視場(chǎng)范圍也越大。視場(chǎng)可用如下公式描述：
FOV = 2 * u * tanθ；
相應(yīng)的，像場(chǎng)大小公式為：
FOI （Field of Image）= 2 * v * tanθ；
在實(shí)際選型時(shí)，鏡頭的視場(chǎng)角應(yīng)保證像場(chǎng)大于或等于CCD像面尺寸，因此監(jiān)控范圍的大小最終是由CCD像面尺寸與鏡頭視場(chǎng)角共同決定的。一般情況下，鏡頭會(huì)標(biāo)明支持CCD的尺寸，如1/2”—2/3”。有些情況下，則給出視場(chǎng)角為某一角度，此時(shí)可用上面的公式計(jì)算。
舉例說明，由于一般監(jiān)控的工作距離較大，而鏡頭焦距f較小，即u >> f，此時(shí)v ≈ f。例如選用焦距 f = 25mm的鏡頭，視場(chǎng)角2θ = 30°，則鏡頭可支持最大像面尺寸為 13.4mm，略大于2/3”的CCD尺寸（對(duì)角線11mm）而小于1”的CCD尺寸（對(duì)角線16mm）。
下表給出了常用CCD 芯片的尺寸對(duì)比。
對(duì)角線 (in) 1/4 1/3 1/2 2/3 1
長(zhǎng)邊 （mm） 3.2 4.8 6.4 8.8 12.8
短邊 （mm） 2.4 3.6 4.8 6.6 9.6
2．像質(zhì)、分辨率（MTF）、場(chǎng)曲、畸變
像質(zhì)就是指鏡頭的成像質(zhì)量，用于評(píng)價(jià)一個(gè)鏡頭的成像優(yōu)劣。傳函（調(diào)制傳遞函數(shù)的簡(jiǎn)稱，用MTF表示）和畸變就是用于評(píng)價(jià)像質(zhì)的兩個(gè)重要參數(shù)。
lMTF：在成像過程中的對(duì)比度衰減因子，主要描述了鏡頭對(duì)細(xì)節(jié)的表現(xiàn)能力。
高清監(jiān)控相機(jī)通常為1/2”—2/3”，像元尺寸為4.5~5.5μm，對(duì)應(yīng)空間頻率為110lp/mm~90lp/mm。如下圖所示，為某個(gè)鏡頭中心視場(chǎng)的MTF曲線。
圖中橫坐標(biāo)是空間頻率，縱坐標(biāo)就是MTF值。由于實(shí)際成像中總有像差存在，成像的對(duì)比度總是下降的，作為對(duì)比度衰減因子的MTF也總是小于1的。像面上任何位置的MTF值都是空間頻率的函數(shù)。一般地，空間頻率越高，MTF值越低，意味著高頻信息對(duì)比度衰減更快。例如圖中80 Lp/mm的空間頻率對(duì)應(yīng)的MTF=0.52，意即對(duì)于中心視場(chǎng)來說，空間頻率為80 Lp/mm的信號(hào)成像對(duì)比度要下降大約一半(相對(duì)于實(shí)際目標(biāo)來說)。
監(jiān)控應(yīng)用主要供人眼觀察，系統(tǒng)的MTF>0.22即可滿足人眼觀察的要求，因此對(duì)鏡頭來說，MTF>0.3即可滿足要求。
需要注意的是，對(duì)于同一款鏡頭，不同的視場(chǎng)位置以及不同光圈下，MTF的數(shù)值是不同的。【什么是MTF數(shù)值？】
