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安全監控攝影機 解析度大栽問

在安全監控攝影機中,常會看到解析度的數值。比如,480TVL、38萬畫素、80lps/mm、sensor為6μm大小
上述的描述都是我常常看的到的
如果都是再描述解析度,為啥要用各種測量指標來描述?他們彼此間有沒有關係呢?
我先來回答它們之間到底有沒有關係...
答案是....有.....數值越大 都是代表解析度越大....

我相信,它們之間應該會有具體的數字關係....但以筆者目前既有知識所知,
他們有一個經驗比例關係,等一下跟各位報告。但為何是此數值,為什麼是那個比例,可能要問問更專業的光學從業人員

1.為何要用各種測量指標來描述解析度?
一個攝影機牽扯到解析度的零組件為鏡頭、Sensor 以及最後呈現在螢光幕的最終影像

a.描述鏡頭的解析度通常用 XXX lps/mm


-黑線、藍線
△黑線:光圈全開,以這顆鏡頭而言就是 F1.4
△藍線:光圈 F8.0。
正常情況下,藍線的位置會比黑線高。

-黑粗線與黑細線:
△黑粗線:10 lp/mm 的對比轉移率
△黑細線:30 lp/mm 的對比轉移率
10 lp/mm(line pairs per mm)表示在 1mm 的範圍內填入 10 對與黑白相間的線條(故總共有 20 條線)。
正常情況下,粗線的位置會比細線高;因為填入的線條越多越密,鏡頭未必能清晰呈現每一條線。

完美的鏡頭能 100% 呈現實物的線條對比,
但世間沒有完美的鏡頭,故垂直軸的值從 0 到 1 (MTF)


-再以黑粗線為例,又分成實線與虛線:
△實線表示測試目標為幅射狀的線條
△虛線表示測試目標為同心圓方向的線條

v通常黑粗線比黑細線的位置高,藍粗線比藍細線的位置高。
v實線與虛線的相對位置不一定,因鏡頭而異。
v粗線的位置越高,表示該鏡頭的對比越高。
v細線的位置越高,表示該鏡頭的解像力越高。
v肉眼對於對比的強烈程度較敏感,有時候會覺得對比明顯者比較銳利,
  但事實上那些鏡頭的解像力不一定比較高。
v相對應的黑線(光圈全開)與藍線(F8.0)越接近,表示該鏡頭的素質越好。
v一般而言,粗線在 0.8 以上有優異的畫質、0.6 以上可接受、0.6 以下算糟糕。
v實線與虛線越接近,其散景較自然、好看,而不會呈撕裂狀。
v通常長焦鏡的 MTF 比廣角鏡的 MTF 要漂亮很多。



如果一顆鏡頭他的描述是 120lps/mm 這樣是不夠的.
我們不禁會問這是他的周遭還是中心,那他們的MTF是多少呢?

比較具體的描述應該是 120lps/mm,MTF=0.5@Axis; 85 lps/mm, MTF=0.7@0.7 field.
以上的描述是我的舉例,我亂掰的。我要說明的是,至少要有這些參數的存在才會有具體的表達

但不禁要問, 120lps/mm MTF=0.5比較厲害 還是85lps/mm MTF=0.7?
那他們為什麼不統一假設固定變因.....
這也是我不懂的地方,希望如果有這方面知識的網友大大,可以給我一個解惑的迷津....




b.描述sensor的解析度.
舉各例
• Number of effective pixels: 500 (H) × 582 (V) approx. 290K pixels
• Total number of pixels: 537 (H) × 597 (V) approx. 320K pixels
• Unit cell size: 7.3μm (H) × 4.7μm (V)
通常會標明實際畫素 29萬畫素 或是 cell size得知senor的解析度
cell size越大他的解析度當然就越小,但相對的他的感光能力就相對越強

c.系統解析度
這個因子是串連lens及sensor 和其電子回路設計 最終得到實際螢光幕解析度.

常聽到的是TVL(電視條)



在傳統NTSC/PAL中,是沒有固定水平解析度的類比訊號,所以我們會常聽到,某某攝影機是480條 高解相機;某某相機只有400條 為低解相機




對於電腦顯示的世界中是採用Pixel(畫素)表達,





2.彼此參數解析度關係
各零組件有他的獨特的特性,因此發展出適合自己量測解析度的方法,
以下的經驗值純屬參考,

a.lps/mm <=> TVL
160 lps/mm ≒1200~1400 TVL
然後再用等比例去換算

b.Sensor pixel size <=>LPS/mm <=> TVL
以4.75 um sensor為例
step1 4.75 μm x2=9 μm
step2 倒數 (1/9)x1000=110lps
step3 110lps x80%(經驗值)=88 lps/mm
step 4相當於 660 TVL

1 意見:

匿名 提到...

拜讀您的文章 感覺真是專業 想請教一個困擾已久的問題: 目前CCD OR CMOS的解析度最高只有百萬畫數的原因和瓶頸是SENSOR原廠的關係 還是其他技術整合的問題? 感恩!這也是價格困境的主因嗎?