目录

1、背景

2、传感器像素数/尺寸/像素尺寸

3、显示器的分辨率

4、镜头分辨率/锐度

5、镜头的光圈/像差

6、镜头的口径/入射光线波长

拿监控摄像头来说，在工作当中经常会遇到很多人都有这样的认知，我500万像素的摄像头肯定比400万、300万、200万像素的摄像头，成像效果要好，内行一点的会知道在保证镜头一致的情况下，分辨率肯定是高像素的要优于低像素的，但其他方面就不一定了，其实影响成像效果的往往不仅限于像素数、镜头质量，还有其他很多方面的因素，本文的目的就是总结下影响相机成像质量的多个因素。

影响相机成像质量的因素主要有如下几点：

传感器像素数/传感器尺寸/像素尺寸；

显示器的分辨率；

镜头分辨率/锐度；

镜头的像差/光圈；

镜头的口径/入射光线波长；

传感器也就是相机的底片，相机的像素数也就是传感器的像素数，目前监控摄像机上常用的有800W、500w、400w、200w像素的摄像头，对应的每款传感器都有尺寸的规格（包括传感器的尺寸和像素的尺寸），如下图是思特微的一款400w像素传感器规格；

传感器尺寸越大，感光面积越大，可排的像素数量越多，分辨率也就越高，但相同尺寸的传感器像素增加会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能，会导致低照度下成像质量变差，噪声变大。另一个方面，像素数也不是越多越好，当传感器的像素数已经达到了光学镜头的衍射极限，即使再提高像素数也是没有意义的，不止会增加成本，也会导致出现上述说的低照度下噪声变大的问题。所以在考虑成像质量时，不应只关注传感器的像素数，也要关注传感器和像素的尺寸以及考虑像素数和镜头的匹配。

拿网络监控摄像机为例，主要是摄像机通过网络连接到录像机上，再通过录像机显示出图到显示屏上（可以是电脑显示器、也可以是电视）查看实时预览的图像效果；这里要注意到录像机和显示屏也有相应的显示分辨率的要求，4k(800w)的相机接到录像机上，录像机要选择4k输出到4k的显示屏上才能看出最好的效果；在电视上出图时，也要注意到不同品牌的电视也会做相应的效果处理，会和显示器上的效果不一致（之前工作中也遇到过同一台电视的不同HDMI口出图的效果不一致，HDMI1口做了PQ，HDMI2口没有做PQ）；

分辨率是指能分辨景物纤维细节的能力，镜头也是有不同分辨率规格的，我们常用的也是以200w、400w、800w来划分镜头，实际使用时要注意镜头和传感器的分辨率要相互匹配，才能最大发挥相机的能力。（镜头与传感器像素的匹配换算）锐度是镜头的质量指标，可反映镜头还原景物低反差细节的能力，锐度低的镜头拍摄出的画面边界模糊、明暗反差不明显、画面无层次感，如下图展现的就是锐度和分辨率的优劣情况。（镜头分辨率及锐度相关概念详解）

A：分辨率良好，锐度不良

B：分辨率不良，锐度良好

C：分辨率和锐度均佳

如下图所示，光圈最大及最小时镜头分辨率都不是最大的，而是F8光圈数时分辨率最大，因为是像差及衍射作用的存在导致的；光圈较大时，像差较大，导致清晰度下降，理论上光圈越小越接近理想光学系统，清晰度应该会越好，但光圈越小时，衍射作用越明显反而导致清晰度下降；

像差影响画质的原因：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1593739015541302012&wfr=spider&for=pc

衍射影响画质的原因：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1593649135402583682

最小分辨率角：θ。= d/2 /f= 1.22 * λ/D （光学仪器在衍射极限下所能分析出的两个最近物点的距离），镜头分辨率公式：R = 1/θ。=  D/1.22λ  (D可理解为镜头口径，λ为入射光线的波长)。

由上述公式可知，镜头分辨率的大小是和镜头的口径以及入射光的波长相关，如下光学仪器所示，可通过加大口径、减少波长来提高分辨率；

注：如上只是对镜头及传感器等硬件出发，对影响相机成像质量的器件做了下简单总结，就安防监控摄像头、手机摄像头、车载相机等而言，后期还进行了一系列的图像后处理及软件的编码过程；这些都会对成像质量有很大的影响，所以我们在平常的工作中，主要是以整个成像系统来评估成像效果的。

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