一、镜头解像力与像素的对应联系
首要需求阐明的是：关于镜头自身而言，其实并没有所谓像素的概念。镜头出厂时，厂家一般均会选用“镜头检检测投影仪”这种设备，对镜头的解像力进行检测。镜头检测投影仪所表现的解像力目标，是以lp/mm来表明，即每毫米能够解析的线对数(linepair)，该目标与除了镜头外的其他成像单元无关。如下图所示：
镜头检测投影
但一般镜头厂家在规范书中都不会清晰标明这个目标，而是换以更直观的1MP、2MP或3MP这样的标识，由于lp/mm这个目标过于专业，一般用户或许无法了解，不如直接标像从来的直观。那么，lp/mm与镜头标定的像素与之间是怎么对应的呢?从镜头厂家那儿了解到，他们一般是以1/2.8″的传感器作为标的来进行换算的，比方：IMX222。IMX222的像素点尺度为2.8um，最大有用像素为1920×1200，这样咱们就能够算出它的靶面尺度大约为
1920×2.8um=5.376mm，1200×2.8um=3.36mm
咱们以IMX222作为标的，能够大致算出镜头像素与lp/mm的对应联系如下：
关于标称是1MP的镜头，它对应的分辨率应该为1280×720=921600，这样就能够大致算出它所对应的lp/mm值为
720/(2×3.36mm)=107lp/mm
标称为1.3MP的镜头，它对应的分辨率应该为1280×960=1228800，它所对应的lp/mm值为
960/(2×3.36mm)=143lp/mm
标称为2MP的镜头，它对应的分辨率应该为1920×1080=2073600，它所对应的lp/mm值为
1080/(2×3.36mm)=160lp/mm
标称为3MP的镜头，它的分辨率应该为2048×1536=3145728，它所对应的lp/mm值为
1536/(2×3.36mm)=228lp/mm
标称为5MP的镜头，它的分辨率应该为2592×1944=5038848，它所对应的lp/mm值为
1944/(2×3.36mm)=289lp/mm
标称为6MP的镜头，它的分辨率应该为3096×2048=6340608，它所对应的lp/mm值为
2048/(2×3.36mm)=304lp/mm
……
经过上面的定量核算，咱们就能够大致了解镜头像素与解像力之间的对应联系。
二、镜头解像力与电视线数的对应联系
那么镜头解像力与摄像机的分辨率以及电视线数之间又有什么联系呢?要回答这个问题，咱们先要清晰摄像机的分类规范。依照《安防视频监控摄像机通用技能要求-征求意见稿-2011.12》中的规则：
摄像机按图画尺度不同可分为：
A类：标清摄像机，图画格式水平缓笔直像素数两项均小于等于768×576
B类：准高清摄像机，图画格式水平缓笔直像素数两项均大于768×576且有一项小于1920×1080
C类：高清摄像机，图画格式水平缓笔直像素数两项均大于等于1920×1080
按图画尺度类别，摄像机的中心分辨力应满意：
A类：水平分辨力≥400线，笔直分辨力≥380线
B类：水平分辨力≥600线，笔直分辨力≥600线
C类：水平分辨力≥800线，笔直分辨力≥800线
现在比较常用的两种高清摄像机的分辨率别离是1280×720(1MP)和1920×1080(2MP)，依照摄像机分类规范，他们别离归于B类和C类产品，那他们的中心分辨力别离需求到达≥600线和≥800线。这儿所说的线，是指TVLine，该目标是从电视范畴沿袭下来的，是指画面在某一方向上能够解析的线条数，该目标不只跟镜头解像力有联系，还跟传感器的分辨率有关。TVLine与lp/mm的对应联系如下：
TVLine=lp/mmx2x传感器的靶面高度=lp/mmx2x传感器笔直分辨率x像素点尺度
其间x2的原因是lp/mm指每毫米的线对数，是非算一对，而TVLine是非算两条线，之所以要乘以传感器的高度而不是宽度，是由于该目标是TV行(Line)而不是列(Column)。传感器的靶面高度又能够由传感器的笔直分辨率与像素点尺度相乘得到，这样咱们就能够得到镜头解像力与图画分辨率以及电视线数之间的对应联系。
三、相关核算
下面咱们经过定量的核算，来验证一下。以MT9M034为例，该传感器的靶面高度为3.6mm，最大分辨率为1280×960，像素点尺度为3.75um，如下图所示:
镜头检测投影
假如依照B类产品的要求，终究要到达600线的分辨率，依照TVLine与lp/mm的换算公式能够算出，
lp/mm=TVLine/(2x传感器的高度)=600/(2×3.6mm)=83lp/mm
因而，镜头的解像力至少要到达83lp/mm以上，该传感器在理论上才干到达600线的分辨率。
当然，并不是说镜头的解像力越高，终究摄像机出现的电视线数就能够越高，这还与传感器自身的分辨率有关。仍是以方才分辨率是83lp/mm的镜头为例，它所出现的每条线的宽度为
w=1/(2x83lp/mm)=6um
也便是说传感器像素点的尺度不能大于6um，这样才干彻底分辨出镜头所出现的分辨率，而MT9M034的像素点巨细为3.75um，所以配该镜头没有问题。同理，咱们还能够算出MT9M034最高能够配的镜头解像力为
1/0.00375mm/2=133lp/mm
也便是说，关于MT9M034，即便配解像力再高的镜头也无法再进步全体分辨率了。
下面咱们再来核算一下几个常用传感器所支撑的镜头最高解像力。
1、IMX222，该传感器的像素点尺度为2.8um，那么它所支撑的镜头最高解像力为：
1/0.0028mm/2=179lp/mm
2、IMX185，该传感器的像素点尺度为3.75um，和MT9M034相同，这样理论上它所支撑的镜头最高解像力相同也是133lp/mm。
3、IMX178，该传感器的像素点尺度为2.4um，那么它所支撑的镜头最高解像力为：
1/0.0024mm/2=208lp/mm
四、镜头解像力的挑选
从上面的核算能够看到，形似1.3MP的镜头就能够满意IMX185的133lp/mm的最大解像力要求，而3MP的镜头也能够满意IMX178最高200lp/mm的解像力要求，其实不尽然。由于一般镜头都是中心解像力最高，越往边际解像力越低。比方一款1MP的镜头，它的中心解像力能够到达125lp/mm，而边际的解像力只能到达80lp/mm，而一般镜头厂家都是以中心解像力来标定镜头的像素的，边际解像力一般只能到达中心的60%左右，这样算下来，关于IMX185，要确保边际解像力能到达133lp/mm，那么镜头中心解像力就要到达
133lp/mm/0.6=221lp/mm
也便是至少需求选用3MP的镜头才干确保图画边际的清晰度。
同理，关于IMX178来说，假如镜头要确保边际能到达208lp/mm的解像力，那么中心解像力就要到达
208lp/mm/0.6=346lp/mm
换算成像素便是
346lp/mmx2x3.36mm=2325
也便是笔直分辨率要能到达2325，假如按16:9的图画来算，水平分辨率应为4133，整体像素为9609225，也便是将近10MP的镜头才干到达这个规范，但这个等级的镜头价格也是相当可观的。考虑到本钱，咱们一般仍是会选用6MP的镜头来配IMX178，这样它的边际分辨率理论上只能到达
TVLine=304lp/mmx0.6x2x2048x0.0024mm=1793线
五、结语
经过上面的定量核算，咱们能够更好地了解高清镜头解像力与像素以及电视线数之间的联系，并依据这种联系能够计算出不同传感器需求配多高解像力的镜头，或许计算出在镜头解像力必定的情况下摄像机所能到达的最高线数，从而为摄像机规划和镜头选型供给理论上的辅导。
