Megapixel vs Entfernung

Kameraauflösung verstehen

Die Kameraauflösung wird durch die Gesamtzahl der Pixel auf dem Bildsensor definiert. Jeder Pixel erfasst einen winzigen Teil der Szene. Je mehr Pixel Sie haben, desto mehr Details können Sie potenziell erfassen -- aber nur, wenn diese Pixel über ein angemessenes Sichtfeld verteilt sind.

Hier sind die gängigen CCTV-Auflösungen mit ihren tatsächlichen Sensor-Pixelzahlen:

Höhere Auflösung bedeutet mehr Pixel, die über das Sichtfeld verteilt werden. Eine 4K-Kamera hat die vierfache Pixelanzahl einer 1080p-Kamera, aber das bedeutet nicht automatisch die vierfache nutzbare Entfernung. Die Beziehung zwischen Auflösung und effektiver Reichweite hängt von der Brennweite des Objektivs und dem daraus resultierenden Sichtfeld ab.

Wie die Entfernung die Pixeldichte beeinflusst

Die Pixeldichte ist die Anzahl der Pixel, die jeden Meter der Szene in einer bestimmten Entfernung abdecken. Sie ist die wichtigste Kennzahl dafür, ob Ihre Kamera tatsächlich nützliche Details eines Ziels erfassen kann.

Die Beziehung ist invers und linear: Wenn sich die Entfernung verdoppelt, verdoppelt sich die Breite des horizontalen Sichtfelds, sodass die gleiche Anzahl von Pixeln über die doppelte Breite verteilt wird. Die Pixeldichte sinkt um die Hälfte.

Bei einem typischen 1/2.7"-Sensor (Sensorbreite 5,37 mm) erzeugt ein 4-mm-Objektiv ein horizontales Sichtfeld von etwa 73,7 Grad. Bei 10 Metern Entfernung ergibt sich eine horizontale FOV-Breite von etwa 15,3 Metern. Eine 2MP-Kamera (1920 horizontale Pixel) würde in dieser Entfernung ungefähr 125 PPM liefern.

Bei 20 Metern erzeugt dieselbe Kamera und dasselbe Objektiv eine FOV-Breite von etwa 30,6 Metern, wodurch die Pixeldichte auf ungefähr 63 PPM sinkt -- genau die Hälfte. Diese inverse Beziehung ist die grundlegende Einschränkung bei der Planung von CCTV-Systemen.

DORI-Standards und erforderliche PPM

Die Norm EN 62676-4 definiert vier Detailstufen für die Videoüberwachung, jeweils mit einer Mindestanforderung an die Pixeldichte. Dies sind die Schwellenwerte, die Ihr System erfüllen muss, um jede Stufe der visuellen Leistung zu erreichen:

Dies sind die von der Norm definierten Mindestwerte. In der Praxis bedeuten Faktoren wie Kompressionsartefakte, Bewegungsunschärfe und Rauschen bei schwachem Licht, dass Sie mindestens 20-30% über dem Mindest-PPM anstreben sollten, um eine zuverlässige Leistung unter realen Bedingungen sicherzustellen.

Praktische Entfernungstabellen

Die folgenden Tabellen zeigen die maximale nutzbare Entfernung für jede Kombination aus Auflösung und Objektiv, berechnet für einen 1/2.7"-Sensor (5,37 mm Breite) -- die häufigste Sensorgröße in modernen IP-Kameras. Entfernungen sind auf den nächsten Meter gerundet.

Identifikation -- 250 PPM (max. Entfernung)

Gerichtstaugliche Beweisqualität. Vollständige Gesichtsdetails unbekannter Personen.

Wiedererkennung -- 125 PPM (max. Entfernung)

Abgleich einer bekannten Person. Ausreichend für die Zutrittskontrollverifizierung.

Beobachtung -- 62.5 PPM (max. Entfernung)

Kleidungsfarbe, allgemeine Statur und Bewegungsrichtung charakterisieren.

Erkennung -- 25 PPM (max. Entfernung)

Bestätigung der Anwesenheit einer Person. Nützlich für Perimeter- und Weitbereichsüberwachung.

Einfluss der Brennweite

Die Brennweite ist der wichtigste Hebel zur Erweiterung der effektiven Reichweite. Eine längere Brennweite verengt das Sichtfeld und konzentriert die gleiche Anzahl von Pixeln auf einen kleineren Ausschnitt der Szene. Das Ergebnis ist eine höhere Pixeldichte am Ziel.

Die Beziehung ist direkt proportional: Eine Verdopplung der Brennweite verdoppelt die maximale effektive Entfernung für jede DORI-Stufe. Ein 12-mm-Objektiv erreicht ungefähr die dreifache Entfernung eines 4-mm-Objektivs mit demselben Sensor und derselben Auflösung.

Der Kompromiss ist der Abdeckungsbereich. Ein 2,8-mm-Objektiv deckt einen weiten Bereich ab, liefert aber eine geringe Pixeldichte auf Entfernung. Ein 12-mm-Objektiv bietet ausgezeichnete Details auf große Entfernung, deckt aber nur einen schmalen Korridor ab. Beides gleichzeitig ist mit einer einzelnen Kamera nicht möglich.

Bei der Objektivauswahl sollten Sie von der erforderlichen DORI-Stufe und Zielentfernung ausgehen und dann rückwärts die minimale Kombination aus Brennweite und Auflösung finden, die den PPM-Schwellenwert erfüllt.

Auflösung vs mehr Kameras

Eine häufige Planungsfrage ist, ob man in weniger hochauflösende Kameras oder in mehr Standardauflösungskameras investieren sollte, die näher an den Zielen platziert werden. Beide Ansätze haben klare Anwendungsfälle.

In der Praxis kombinieren die besten Systeme beide Strategien: höher auflösende Kameras an festen Übersichtspositionen und Standardauflösungskameras in der Nähe kritischer Punkte wie Eingänge, Kassen und Zutrittskontrolltore.