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监控摄像机镜头详解以及选择
目前百万像素HYPERLINK"http://www.sovcctv.com/"高清摄像机已越来越多地应用于监控，有1百万像素摄像机、2百万像素摄像机、5百万像素摄像机。摄像机的像素高是图像清晰的一个方面，另一方面高像素感光元也要配以高分辨率的镜头才能使HYPERLINK"http://www.sovcctv.com/"高清摄像机的能力得以体现。

镜头分辩率

镜头的分辩率是指在成像平面上1毫米间距内能分辨开的黑白相间的线条对数，单位是“线对/毫米”（lp/mm，line-pairs/mm）。

镜头对黑白等宽的测试线对图并不是无限可分辨的。当黑白等宽的测试线对密度不高的时候，成像平面处黑白线条是很清晰的。当黑白等宽的测试线对密度提高时，在成像平面处还是可以分辨出黑白线条，但是白线已不是那么白了，黑线也不是那么黑了，白线黑线的对比度就会下降。当黑白等宽的测试线对密度提高到某一程度，在成像平面处黑白线的对比度非常小，黑白线条都变成了灰的中间色了，这就到了镜头分辨的极限。参见图一。

好的镜头和差的镜头的分辨率是有很大不同的。测试镜头分辨率的一种方法是将待测镜头装在一个胶片照相机上。去拍摄黑白条纹图（分辨率图版），然后用高倍放大镜（镜头分辨率检测仪）检测底片上每毫米范围内能清晰分辨的线条对数，能分辨得越多则分辨率越高。按照我国照相机检测标准（JB745-65），一般135照相机的镜头中心视场达到37线对/毫米、边缘视场达到22线对/毫米，就算是一级镜头。

用数线条的方法确定分辨率是一种方法，还有一种更为客观的方法是测量镜头的MTF函数。

MTF（modulationtransferfunction调制传递函数）

以此来反映镜头的反差和分辨率

被测的黑白条纹图（分辨率图版）白线最亮处与黑线最暗处的差别，反映了被测图形的反差（或称对比度）。设白线最大亮度为Imax，黑线最小亮度为Imin，我们用调制度（Modulation）来表示反差的大小。调制度M定义如下：

M=(Imax－Imin)/(Imax＋Imin)

同样通过镜头成像的图形白线最亮处与黑线最暗处的差别，反映了成像图形的反差(对比度)。设白线最大亮度为I*max，黑线最小亮度为I*min，调制度M*如下：

M*=（I*max－I*min)/（I*max＋I*min）

如果原来图像的调制度M和经过镜头后成像的调制度M*，那么MTF值为：

MTF=M*/M

当然我们希望原来图像的调制度M和经过镜头后成像的调制度M*能“原汁原味”M*=M即MTF=1。这时经过镜头后成像的反差（对比度）和原图像一样，但实际情况是经过镜头成像的M*要小于原来图像的M。当被测的黑白条纹图密度不高时，M*和M几乎相等。随着被测的黑白条纹图密度逐渐提高时，I*max和I*min会逐渐接近，M*会逐渐变小，直到为0，MTF也同样逐渐变小，直到为0。

镜头MTF测试结果

当我们改变测试图的黑白条纹图密度时，所成图像的条纹密度即所代表的分辨率或称每毫米线对（lp/mm）也在改变。

将lp/mm值作为横坐标将镜头MTF值作纵坐标连成图，我们就得到了MTF-lp/mm图，参见图二。
在图二中最上面是一组逐渐变密的黑白测试线条，中间是一组通过镜头成像的线条，下图中红色曲线就是镜头所成图像的亮度变化曲线，蓝色曲线就是MTF-lp/mm曲线。当黑白线条很粗时（分辨率很低<10lp/mm）测试图和成像的黑白线条的亮度一样，都很黑或很白，体现在红色曲线就是曲线上下幅度很大，蓝色这部分MTF-lp/mm曲线都接近100%。当测试线条变密通过镜头成像的白线条就会变暗，黑线条也不怎么黑了，看40lp/mm处，代表黑白亮度的红线幅度变小，即反差变小（I*max-I*min），调制度M*变小，所以蓝色的MTF值下降到50%。进一步提高黑白测试线条密度，如上图的接尾处200lp/mm代表黑白亮度的红线幅度变得非常小，趋于黑白的中间值，成像的黑白线已经很不分明而成了中间的灰色，蓝色曲线的MTF=3%，到了这个镜头的分辨率极限。

人眼对反差5%时尚能察觉，对反差低于2%时就不能察觉了。所以一般选定MTF值为3%时的lp/mm值作为镜头的目视分辨率。

在上图中有一条水平红虚线MTF=10%和蓝线相交处的分辨率大约是120lp/mm。

分辨率在较低（如10lp/mm）时的MTF值反映了镜头的透光性、反差、对比度。好的镜头能达到95%以上，如图三中MTF图的红色曲线所代表的镜头和图四的实例。如果分辨率在10lp/mm时MTF较小的，如图三中MTF图的绿色曲线所代表的这个镜头，10lp/mm处的MTF=84%，它的透光性、反差对比度就都会比较差，实例看图五。红色曲线代表的镜头和