Сегодня, с ростом популярности ИИ, все больше инновационных приложений нуждаются в поддержке машинного зрения, и предпосылка использования ИИ для «понимания» заключается в том, что оборудование должно уметь видеть и видеть четко. В этом процессе важность оптической линзы очевидна, и ИИ в индустрии безопасности является наиболее типичным примером.

С углублением применения технологий искусственного интеллекта в сфере безопасности, техническая модернизация объектива системы видеонаблюдения, являющегося ключевым компонентом камер, представляется неизбежной. С точки зрения тенденций развития систем видеонаблюдения, путь технической модернизации объектива системы видеонаблюдения проявляется главным образом в следующих аспектах:

Надежность против стоимости объектива

Надежность объектива для систем видеонаблюдения в основном зависит от термостойкости системы. Камеры видеонаблюдения должны работать в экстремальных погодных условиях. Хороший объектив для видеонаблюдения должен сохранять фокусировку при температуре 60-70 градусов Цельсия без видимых искажений изображения. Но в то же время рынок переходит от стеклянных линз к гибридным линзам из стекла и пластика (то есть, смешению асферических пластиковых линз со стеклом) для повышения разрешения и снижения стоимости.

Разрешение против стоимости полосы пропускания

По сравнению с другими объективами для камер, объективы для систем видеонаблюдения, как правило, не требуют высокого разрешения; в настоящее время основным является разрешение 1080P (= 2 МП), которое, как ожидается, вырастет с нынешних 65% до 72% рынка к 2020 году. Поскольку затраты на пропускную способность по-прежнему очень важны в современных системах, повышение разрешения приведет к увеличению затрат на строительство и эксплуатацию системы. Ожидается, что прогресс в переходе на 4K в ближайшие несколько лет будет очень медленным до завершения строительства сетей 5G.

От фиксированного фокуса до мощного зума

Объективы для систем видеонаблюдения можно разделить на объективы с фиксированным фокусом и зум-объективы. В настоящее время преобладают объективы с фиксированным фокусом, но на долю зум-объективов в 2016 году приходилось 30% рынка, и к 2020 году их доля превысит 40%. Обычно 3-кратного зума достаточно для использования, но для наблюдения на больших расстояниях всё ещё требуется больший коэффициент увеличения.

Большая диафрагма решает задачи, связанные с условиями низкой освещенности.

Поскольку объективы для систем видеонаблюдения часто используются в условиях низкой освещенности, требования к большим диафрагмам значительно выше, чем к объективам мобильных телефонов. Хотя инфракрасная съемка также может использоваться для решения проблемы ночной съемки, она обеспечивает только черно-белое видео, поэтому большая диафрагма в сочетании с высокочувствительным RGB CMOS-сенсором является фундаментальным решением для применения в условиях низкой освещенности. Современные стандартные объективы достаточны для использования в помещениях и на открытом воздухе днем, а для ночной съемки были разработаны объективы с большой диафрагмой, обеспечивающие уровень освещения звездами (F 1.6) и ультрафиолетом (F 0.98).

Сегодня, по мере все более широкого использования электронных технологий, оптические линзы, выступающие в роли «глаз» машин, находят все большее применение в самых разных областях. Помимо трех основных рынков — безопасности, мобильных телефонов и транспортных средств — в качестве основного компонента для сбора оптических сигналов, оптические линзы стали важными компонентами таких новых электронных устройств, как системы распознавания на основе ИИ, проекционное видео, умный дом, виртуальная реальность и лазерная проекция. Различные электронные устройства также имеют несколько иные характеристики, как по форме, так и по техническим параметрам.

Характеристики объективов в различных областях применения

Линзы для умного дома

С каждым годом уровень жизни людей повышается, и «умные дома» уже вошли в тысячи домохозяйств. Устройства для «умного дома», представленные домашними камерами/умными дверными глазками/видеодомофонами/роботами-пылесосами, открывают широкие возможности для выхода оптических линз на рынок «умного дома». Устройства для «умного дома» отличаются гибкостью и компактностью, а также возможностью работы в черно-белом режиме при любых погодных условиях. Привлекательность оптических линз в основном обусловлена ​​высоким разрешением, большой апертурой, низким уровнем искажений и высокой экономической эффективностью.

Объективы камер дронов или БПЛА

Распространение потребительских дронов открыло возможности для «взгляда Бога» в повседневной фотографии. Основная среда использования БПЛА — это открытые пространства. Большие расстояния, широкие углы обзора и способность справляться со сложными условиями на открытом воздухе предъявляют высокие требования к конструкции объективов БПЛА. Среди функций, которыми должен обладать объектив камеры БПЛА, можно выделить проникновение в туман, шумоподавление, широкий динамический диапазон, автоматическое переключение между дневным и ночным режимами, а также функцию маскирования сферической зоны конфиденциальности.

Условия полета сложны, и для обеспечения высокого качества снимков необходимо, чтобы объектив дрона мог свободно переключать режимы съемки в зависимости от условий видимости. В этом процессе также необходим зум-объектив. Сочетание зум-объектива и летного оборудования позволяет при высотных полетах быстро переключаться между широкоугольной съемкой и съемкой крупным планом.

Объектив портативной камеры

Индустрия прямых трансляций находится на подъеме. Для лучшей адаптации к работе в прямом эфире в различных условиях, в соответствии с требованиями времени, появились портативные интеллектуальные камеры. Высокое разрешение, стабилизация изображения и отсутствие искажений стали эталонными стандартами для этого типа камер. Кроме того, для достижения лучшего фотоэффекта необходимо обеспечить качественную цветопередачу, соответствие изображения действительности и сверхширокоугольную динамическую адаптацию для съемки сцен в любых погодных условиях.

Видеооборудование

Вспышка новой коронавирусной эпидемии привела к дальнейшему развитию онлайн-конференций и очных занятий. Поскольку условия использования относительно стабильны и однообразны, стандарты проектирования таких объективов, как правило, не очень специфичны. Как и «очки» видеооборудования, объективы видеооборудования обычно отвечают требованиям к большому углу обзора, отсутствию искажений, высокому разрешению и зуму. С ростом популярности соответствующих приложений в областях дистанционного обучения, телемедицины, удаленной помощи и совместной работы в офисе, объем производства таких объективов также увеличивается.

В настоящее время тремя основными рынками сбыта оптических линз являются системы безопасности, мобильные телефоны и транспортные средства. С развитием образа жизни населения растут и другие, более узкоспециализированные рынки сбыта оптических линз, такие как проекторы, оборудование для дополненной и виртуальной реальности и т.д., ориентированные на визуальные технологии и искусство, привносящие новые ощущения в жизнь и работу широкой публики.