【安防知識(shí)網(wǎng)】一般來(lái)說(shuō),光學(xué)鏡頭、光電成像器件(或稱(chēng)圖像傳感器)、攝像機(jī),以及所有的成像系統(tǒng)對(duì)物像細(xì)節(jié)的分辨能力,可以用分辨力表示,也可用分辨率表示。它們都是衡量光學(xué)鏡頭、光電成像器件、攝像機(jī)與成像系統(tǒng)優(yōu)劣的一個(gè)重要的參數(shù)。但它們不是同一含義,兩者相互關(guān)聯(lián),但有區(qū)別,絕不能混為一談,概念不清。由于分辨力與分辨率是光學(xué)鏡頭與攝像機(jī)重要的參數(shù),為澄清有些著作或文章對(duì)這兩個(gè)概念的誤解,特在這里將這些基本知識(shí)作一介紹,讓安防監(jiān)控界的技術(shù)人員與管理人員弄清它們的概念。
眾所周知,攝像機(jī)的分辨率是指當(dāng)攝像機(jī)攝取等間隔排列的黑白相間條紋時(shí),在監(jiān)視器(比攝像機(jī)的分辨率要高)上能夠看到的最多線(xiàn)數(shù),當(dāng)超過(guò)這一線(xiàn)數(shù)時(shí),屏幕上就只能看到灰蒙蒙的一片,而不再能分辨出黑白相間的線(xiàn)條。因此,分辨率這一參數(shù)的正確與否尤其重要。
而分辨力的定義是,將光學(xué)系統(tǒng)剛好能分辨的兩物體之間的最小間隔,稱(chēng)為光學(xué)系統(tǒng)的分辨力,而不是分辨率。按照幾何光學(xué)理想成像的定義,由同一物點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn),通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)以后應(yīng)全部相交于一點(diǎn)。然而在實(shí)際成像中,通常得到的是一個(gè)具有一定面積的光斑。
中心亮斑的直徑可由下式表示:
式中,λ為光的波長(zhǎng),n為像空間介質(zhì)折射率,U′max為像方孔徑角。
因?yàn)楣鈱?shí)際上也是一種電磁波,通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)中限制光束口徑的孔徑光闌的衍射,會(huì)生成衍射像。由于衍射像有一定的大小,我們把兩個(gè)衍射像間所能分辨的最小間隔,稱(chēng)為理想光學(xué)系統(tǒng)的分辨力。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明,兩個(gè)像點(diǎn)間能夠分辨的最短距離約等于中央亮斑的半徑R,如圖所示。
由公式(1)得到
式(2),即為理想光學(xué)系統(tǒng)的衍射分辨力公式。
因此,我們定義分辨力為:人眼剛好能分辨的兩物體之間的最小間隔。顯然,間隔即一段距離,則分辨力的單位為米制,即mm、μm或nm。因此,分辨率的單位與分辨力的單位是不一樣的。從分辨率的單位為線(xiàn)對(duì)/mm來(lái)看,分辨率與分辨力就有互為倒數(shù)的關(guān)系,也說(shuō)明分辨力是能分辨兩條線(xiàn)之間的最小間隔。