FOV कैलकुलेटर

HFOV , VFOV और FOV — हर CCTV कैमरे के पीछे का गणितीय आधार

किसी कैमरे का दृश्य क्षेत्र (फील्ड ऑफ व्यू) दो भौतिक मात्राओं द्वारा निर्धारित होता है: इमेजिंग सेंसर के सक्रिय आयाम और लेंस की फोकल लंबाई। मेगापिक्सेल, कोडेक, ब्रांडिंग, माउंट प्रकार जैसी अन्य सभी चीजें कोणीय कवरेज के लिए अप्रासंगिक हैं। क्षैतिज दृश्य क्षेत्र ( HFOV ) का सूत्र है: HFOV = 2 × arctan(W / 2f), जहाँ W मिलीमीटर में सेंसर की सक्रिय चौड़ाई है और f मिलीमीटर में लेंस की फोकल लंबाई है। ऊर्ध्वाधर दृश्य क्षेत्र ( VFOV ) के लिए यही सूत्र लागू होता है, बस W के स्थान पर सेंसर की ऊँचाई H का उपयोग किया जाता है। विकर्ण FOV के लिए सेंसर के विकर्ण का उपयोग किया जाता है। अधिकांश CCTV स्पेसिफिकेशन शीट में केवल HFOV उल्लेख होता है; ऊपर दिया गया कैलकुलेटर आपके द्वारा चुनी गई फोकल लंबाई और सेंसर प्रीसेट से इसे प्राप्त करता है।

आस्पेक्ट रेशियो महत्वपूर्ण है क्योंकि सेंसर की चौड़ाई और ऊंचाई एक दूसरे से स्वतंत्र नहीं हैं। सोनी IMX415 जैसे आधुनिक 16:9 CMOS सेंसर का सक्रिय क्षेत्र 5.6 × 3.1 मिमी (1/2.8" ऑप्टिकल फॉर्मेट) है। 4 मिमी लेंस के साथ, यह लगभग 70° का हाई फील्ड ऑफ़ HFOV और लगभग 42° का वाइड फील्ड ऑफ़ VFOV देता है। समान विकर्ण वाला 4:3 सेंसर लगभग 64° का HFOV और लगभग 50° का वाइड फील्ड VFOV देगा। यह बताए बिना कि कौन सा अक्ष चौड़ा है, "वाइड एंगल" निर्दिष्ट करना अस्पष्ट है: एक ही लेंस 16:9 और 4:3 सेंसर पर बिल्कुल अलग दिखता है।

सीसीटीवी में सेंसर के आकार वीडियो ट्यूब की शब्दावली से लिए गए हैं और लगभग कभी भी सटीक भिन्न से मेल नहीं खाते। एक "1/3 इंच" सेंसर लगभग 4.8 मिमी चौड़ा होता है, "1/2.7 इंच" 5.0 मिमी, "1/2.8 इंच" 5.4 मिमी, "1/2 इंच" 6.4 मिमी, "2/3 इंच" 8.8 मिमी और "1 इंच" 12.8 मिमी होता है। किसी भी FOV सूत्र में इंच के सटीक भिन्न का उपयोग करने से कोणीय कवरेज 30-60% तक अधिक आंका जाएगा। हमेशा सेंसर डेटाशीट से सक्रिय मिमी चौड़ाई देखें, या ऊपर दिए गए कैलकुलेटर में मौजूद प्रीसेट का उपयोग करें।

आई FOV (I FOV) — यानी तात्कालिक दृश्य क्षेत्र, या एक पिक्सेल का कोणीय आकार — वास्तव में यह निर्धारित करता है कि आप किसी चेहरे को पहचान सकते हैं या किसी प्लेट को पढ़ सकते हैं। मिलीरेडियन में आई FOV लगभग 1000 × पिक्सेल पिच / फोकल लंबाई के बराबर होता है। 1/2.8 इंच के 4 एमपी सेंसर की पिक्सेल पिच लगभग 2.0 µm होती है; 4 मिमी लेंस के साथ यह 0.5 mrad/px होती है, या 4 मीटर की दूरी पर लगभग 2 मिमी में एक पिक्सेल। इसे लक्ष्य पर आवश्यक पिक्सेल (पहचान के लिए चेहरे पर आमतौर पर 200 पिक्सेल) से गुणा करें और आपको पूर्ण DORI गणितीय गणना का उपयोग किए बिना अधिकतम पहचान सीमा प्राप्त हो जाएगी।

कॉरिडोर मोड में सेंसर 90° घूम जाता है जिससे लंबी धुरी लंबवत हो जाती है — यह गलियारों, एस्केलेटरों और संकरे रास्तों के लिए उपयोगी है। फर्मवेयर में HFOV और VFOV स्थिति बदल जाती है, और कैमरा पोर्ट्रेट ओरिएंटेशन में वीडियो स्ट्रीम तैयार करता है। इसे सही ढंग से प्रदर्शित करने के लिए VMS को 9:16 लेआउट का समर्थन करना आवश्यक है। मल्टी-सेंसर और पैनोरैमिक कैमरे दो से आठ सेंसर-लेंस युग्मों से ओवरलैपिंग फ्रेम को जोड़कर एक निरंतर विस्तृत क्षेत्र बनाते हैं — विशिष्ट प्रभावी HFOV 180° या 360° होता है, लेकिन किनारों पर रिज़ॉल्यूशन काफी कम हो जाता है और दूरी पर प्रति मीटर पिक्सेल घनत्व समान MP संख्या वाले एकल सेंसर से बेहतर नहीं होता है।

किसी भी कैमरे के लिए, जो पूरी तरह से क्षैतिज रूप से लक्षित नहीं है, झुकाव सुधार महत्वपूर्ण है। यदि 4 मीटर की ऊंचाई पर स्थित कैमरा 10 मीटर दूर जमीन पर स्थित किसी लक्ष्य को नीचे की ओर देखता है, तो झुकाव सीमा √(4² + 10²) = 10.77 मीटर होगी, न कि 10 मीटर। ऊर्ध्वाधर FOV निकट और दूर दोनों जमीनों को एक साथ कैप्चर करता है, इसलिए प्रोजेक्टेड फुटप्रिंट के साथ पिक्सेल घनत्व में काफी भिन्नता आती है। अधिकांश नियोजन त्रुटियां इंजीनियरों द्वारा इस बात को नजरअंदाज करने और एक समान पीपीएम के साथ एक साफ आयताकार ग्राउंड फुटप्रिंट मान लेने के कारण होती हैं।

इस FOV कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें

1. सेंसर का प्रारूप चुनें। ये चार प्रीसेट आज बाजार में उपलब्ध लगभग सभी फिक्स्ड-लेंस कैमरों को कवर करते हैं: एंट्री-लेवल bullet कैमरों के लिए 1/3", मिड-टियर turret कैमरों और अधिकांश 4 एमपी कैमरों के लिए 1/2", प्रीमियम बॉक्स और PTZ मॉडलों के लिए 2/3", और कम रोशनी में बेहतर प्रदर्शन करने वाले सेंसरों के लिए 1"। मिलीमीटर की चौड़ाई स्वचालित रूप से भर दी जाती है।
2. फोकस की लंबाई निर्धारित करें। स्लाइडर को 1 से 50 मिमी के बीच किसी भी मान के लिए खींचें, या किसी लोकप्रिय प्रीसेट (2.8, 3.6, 4, 6, 8, 12, 16, 25, 35, 50) पर क्लिक करें। वैरीफोकल लेंस के लिए, ज़ूम रेंज के दोनों सिरों पर कैलकुलेटर का मूल्यांकन करें।
3. लक्ष्य दूरी निर्धारित करें। यह कैमरे से संबंधित सतह (जैसे गेट, शेल्फ की पंक्ति, पार्किंग स्थल का किनारा) तक की क्षैतिज दूरी है। अपनी यूनिट की पसंद के अनुसार मीटर या फीट का उपयोग करें। उस दूरी पर कवरेज की चौड़ाई नीचे लाइव दिखाई गई है।
4. दोनों आउटपुट कार्ड पढ़ें। पहला चार्ट डिग्री में क्षैतिज कोणीय FOV दिखाता है — यह निर्माता के विपणन से तुलना करने में उपयोगी है। दूसरा चार्ट आपके द्वारा चुनी गई दूरी पर कवर की गई रैखिक दृश्य चौड़ाई दिखाता है — यह उस भौतिक क्षेत्र से तुलना करने में उपयोगी है जिसकी आपको निगरानी करनी है।

उदाहरण सहित: पार्किंग स्थल एएनपीआर

एक रिटेल पार्क मैनेजर सिंगल-लेन वाहन प्रवेश द्वार पर स्वचालित नंबर-प्लेट पहचान (ANPR) प्रणाली लगाना चाहता है। लेन 3.5 मीटर चौड़ी है, और कैमरा 4 मीटर की ऊंचाई पर स्थित एक खंभे पर लगाया जाएगा, जो रीड लाइन से 12 मीटर की दूरी पर होगा। वाहन की गति इतनी धीमी होनी चाहिए कि उसकी पहचान हो सके - मान लीजिए 10 किमी/घंटा या उससे कम, जिससे शटर टाइम लगभग 1/250 सेकंड हो जाता है।

1/2.8 इंच सेंसर पर 4 एमपी कैमरे (2560 क्षैतिज पिक्सेल) से शुरुआत करें। एक यूरोपीय प्लेट (520 मिमी चौड़ी) को विश्वसनीय रूप से पढ़ने के लिए, प्लेट तल पर कम से कम 250 पीपीएम की आवश्यकता होती है - जो प्लेट पर लगभग 130 पिक्सेल के बराबर है। कैलकुलेटर में 4 मिमी लेंस डालें: HFOV ≈ 68°, 12 मीटर पर दृश्य की चौड़ाई ≈ 16.2 मीटर। यह 2560 पिक्सेल को 16.2 मीटर में फैलाता है, जिससे केवल 158 पीपीएम प्राप्त होता है - जो आवश्यक 250 पीपीएम से काफी कम है।

8 मिमी लेंस का उपयोग करने पर, हाई फील्ड HFOV घटकर 37.4° हो जाता है, 12 मीटर की दूरी पर दृश्य की चौड़ाई 8.1 मीटर हो जाती है, और पिक्सेल घनत्व बढ़कर 316 पीपीएम हो जाता है - जो 250 पीपीएम की न्यूनतम पहचान सीमा से काफी ऊपर है। 8.1 मीटर का क्षैतिज कवरेज 3.5 मीटर की लेन और मार्जिन को आसानी से कवर करता है। 4 मीटर की माउंटिंग ऊंचाई से 12 मीटर की रीड लाइन तक की तिरछी दूरी √(4² + 12²) = 12.65 मीटर है, इसलिए तिरछे लक्ष्य तल पर प्रभावी पीपीएम 300 के करीब है, जो अभी भी न्यूनतम सीमा से काफी ऊपर है।

12 मिमी लेंस से 474 पीपीएम प्राप्त होंगे - जो एक लेन के लिए बहुत अधिक है और अगर कोई वाहन थोड़ा सा एक तरफ रुकता है तो नंबर प्लेट को कैप्चर करने के लिए बहुत संकरा है। 8 मिमी लेंस सही विकल्प है। यही गणना यह भी बताती है कि "कोई भी 4 एमपी कैमरा" क्यों पर्याप्त नहीं है: 12 मीटर की दूरी पर 4 मिमी लेंस नंबर प्लेट पर पर्याप्त पिक्सल नहीं डाल पाता, चाहे कैमरे का विपणन कैसे भी किया जाए।

FOV जुड़ी आम गलतियाँ

• सेंसर की चौड़ाई के रूप में इंच के शाब्दिक अंश का उपयोग करना। 1/2.8 इंच का सेंसर 1/2.8 इंच (9 मिमी) चौड़ा नहीं होता — यह 5.4 मिमी होता है। गलत चौड़ाई का उपयोग करने से FOV प्रत्येक मान 30-60% अधिक चौड़ा हो जाता है और दूरी का प्रत्येक अनुमान बहुत आशावादी हो जाता है।
• जब इंस्टॉलेशन के लिए VFOV आवश्यकता हो तो HFOV उल्लेख करना। गलियारों और कॉरिडोरों में वर्टिकल कवरेज महत्वपूर्ण है, हॉरिजॉन्टल नहीं। या तो कॉरिडोर मोड में रोटेट करें या VFOV गणना स्पष्ट रूप से करें। वर्टिकल-एक्सिस अनुप्रयोगों के लिए डिफ़ॉल्ट स्पेसिफिकेशन शीट HFOV मान अप्रासंगिक है।
• झुकाव और तिरछापन की सीमा को अनदेखा करते हुए। 4 मीटर की ऊंचाई पर स्थित एक कैमरा, जो जमीन पर 10 मीटर दूर स्थित लक्ष्य पर निशाना साध रहा है, की तिरछी रेंज 10.77 मीटर है और फर्श का आधार एक समलंब चतुर्भुज है, आयत नहीं। क्षैतिज क्षेत्र FOV सरल गणना केवल प्रकाशीय अक्ष पर ही सटीक होती है।
• 16:9 और 4:3 को मिलाते समय आस्पेक्ट रेशियो को भूल जाना। 16:9 1/2.8" सेंसर पर 4 मिमी का लेंस 70° का HFOV देता है, लेकिन केवल 42° का विजुअल फील्ड ऑफ व्यू ( VFOV )। समान विकर्ण वाले 4:3 सेंसर पर वही लेंस 64° का हाई फील्ड ऑफ व्यू HFOV और 50° का विजुअल फील्ड ऑफ व्यू VFOV देता है। अलग-अलग फॉर्मेट में हार्डवेयर का इस्तेमाल करने से कवरेज में असमानता आती है, भले ही लेंस एक जैसा हो।
• पैनोरैमिक FOV योगात्मक के रूप में मानना। चार सेंसर वाला 360° कैमरा दूरी पर पिक्सल की संख्या चार गुना नहीं देता — यह किसी भी निश्चित दूरी पर एक सेंसर की पिक्सल घनत्व का केवल एक गुना देता है, बस इसे एक व्यापक दिशा में फैला देता है। पैनोरैमिक कैमरे का उपयोग स्थितिजन्य जागरूकता के लिए करें, लंबी दूरी की पहचान के लिए नहीं।

मानक और अनुपालन संदर्भ

• EN 62676-4:2015 — वीडियो निगरानी प्रणालियों के लिए अनुप्रयोग दिशानिर्देश। यह DORI पिक्सेल-घनत्व फ्रेमवर्क को परिभाषित करता है जो FOV परिचालन प्रदर्शन श्रेणियों में परिवर्तित करता है। EN 62676-4 कैलकुलेटर →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — 2025 के अंतर्राष्ट्रीय अपडेट में कॉरिडोर-मोड पिक्सेल घनत्व (PPM_v) और AI विश्लेषण-जागरूक उप-स्तरों को शामिल किया गया है।
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — थर्मल सेंसर के लिए साइकल-ऑन-टारगेट मीट्रिक, जिसमें डिटेक्ट/रिकॉग्नाइज़/आइडेंटिफाई के लिए 1.5/6/12 साइकल होते हैं। यह पिक्सेल गणना के बजाय कोणीय मीट्रिक का उपयोग करता है। जॉनसन क्राइटेरिया कैलकुलेटर →
• NDAA Section 889 — सूचीबद्ध निर्माताओं से कवर किए गए वीडियो उपकरणों पर अमेरिकी खरीद प्रतिबंध; FOV गणित के लंबवत है लेकिन आमतौर पर निविदा की एक पूर्व शर्त है। NDAA अनुपालन संदर्भ →
• IEC 61146-1 — वीडियो कैमरों के लिए मापन विधियाँ: प्रयोगशाला स्तर पर रिज़ॉल्यूशन, संवेदनशीलता और कोणीय कवरेज को मापने के लिए औपचारिक प्रक्रियाओं को परिभाषित करता है।

जारी रखें पढ़ रहे हैं