Megapixel versus afstand

Forståelse af kameraopløsning

Kameraopløsning defineres af det samlede antal pixels på billedsensoren. Hver pixel registrerer en lille del af scenen. Jo flere pixels du har, desto mere detaljer kan du potentielt registrere -- men kun hvis pixlerne er fordelt henover et rimeligt synsfelt.

Her er de almindelige videoovervågningsopløsninger med deres faktiske sensorpixelantal:

Højere opløsning betyder flere pixels fordelt over synfeltet. Et 4K-kamera har fire gange så mange pixels som et 1080p-kamera, men det betyder ikke automatisk fire gange så stort brugbart område. Forholdet mellem opløsning og effektiv rækkevidde afhænger af linsens brændvidde og det resulterende synsfelt.

Hvordan afstand påvirker pixeltæthed

Pixeltæthed er antallet af pixels, der dækker hver meter af scenen på en given afstand. Det er den vigtigste målestok til at afgøre, om dit kamera faktisk kan registrere brugbar detalje af et mål.

Forholdet er omvendt og lineært: når afstanden fordobles, fordobles bredden af det vandrette synsfelt, så det samme antal pixels spredes over dobbelt så stor bredde. Pixeltætheden falder til halvdelen.

For en typisk 1/2,7"-sensor (sensorbredde 5,37 mm) producerer en 4 mm linse et horisontalt synsfelt på cirka 73,7 grader. På 10 meters afstand skaber dette en horisontal FOV-bredde på cirka 15,3 meter. Et 2MP-kamera (1920 horisontale pixels) ville give cirka 125 PPM på denne afstand.

På 20 meters afstand producerer det samme kamera og linse en FOV-bredde på cirka 30,6 meter, hvilket reducerer pixeltætheden til cirka 63 PPM -- præcis halvdelen. Dette omvendte forhold er den grundlæggende begrænsning i videoovervågningssystemdesign.

DORI-standarder og påkrævet PPM

EN 62676-4-standarden definerer fire detaljniveauer for videoovervågning, hver med krav til minimum pixeltæthed. Disse er grænserne, som dit system skal opfylde for at nå hvert detaljniveau:

Disse er minimumværdier defineret af standarden. I praksis betyder faktorer som komprimeringsartefakter, bevægelsesuskarpheder og lavlysstøj, at du bør sigte på mindst 20-30% over minimum PPM for at sikre pålidelig ydeevne under virkelige forhold.

Praktiske afstandstabeller

De følgende tabeller viser den maksimale brugbare afstand for hver opløsnings- og linsekombination, beregnet for en 1/2,7"-sensor (5,37 mm bredde) -- den mest almindelige sensorstørrelse i moderne IP-kameraer. Afstande er afrundet til nærmeste meter.

Identification -- 250 PPM (maksimal afstand)

Retskvalitet dokumentation. Fuldt ansigtsdetalje af ukendte personer.

Genkendelse -- 125 PPM (maksimal afstand)

Identificer en kendt person. Tilstrækkeligt til verifikation for adgangskontrol.

Observation -- 62,5 PPM (maksimal afstand)

Karakteriser beklædningsfarve, generel kropsform og bevægelsesretning.

Detection -- 25 PPM (maksimal afstand)

Bekræft, at en person er til stede. Brugbar til perimetersyn og monitering af større områder.

Linsens brændviddes påvirkning

Brændvidde er det vigtigste værktøj til at forlænge effektiv rækkevidde. En længere brændvidde indsnævrer synfeltet og koncentrerer det samme antal pixels på en mindre del af scenen. Resultatet er højere pixeltæthed ved målet.

Forholdet er direkte proportionalt: hvis du fordobler brændvidden, fordobles den maksimale effektive afstand for ethvert DORI-niveau. En 12 mm linse når cirka tre gange så langt som en 4 mm linse med samme sensor og opløsning.

Afvejningen er dækninsomfanget. En 2,8 mm linse dækker et stort område men giver lav pixeltæthed på afstand. En 12 mm linse giver fremragende detaljer på langt hold men dækker kun en smal korridor. Du kan ikke have begge dele samtidig med et enkelt kamera.

Når du vælger en linse, skal du starte med det påkrævede DORI-niveau og målafstand, derefter arbejde baglæns for at finde den mindste brændvidde og opløsningskombination, der opfylder PPM-tærsklen.

Opløsning vs. flere kameraer

Et almindeligt designspørgsmål er, om du skal investere i færre højtopløsningskameraer eller flere standardopløsningskameraer placeret tættere på målene. Begge tilgange har klare anvendelsestilfælde.

I praksis kombinerer de bedste systemer begge strategier: højtopløsningskameraer på faste overblikspositoner og standardopløsningskameraer placeret tæt ved kritiske punkter som indgange, kasseapparater og adgangskontrolporte.