Megapixel vs. távolság

A kamera felbontásának megértése

A kamera felbontását a képérzékelőn található pixelek teljes száma határozza meg. Minden pixel a jelenet egy apró részét rögzíti. Minél több pixel van, annál több részletet lehet rögzíteni – de csak akkor, ha ezek a pixelek ésszerű látómezőben oszlanak el.

Íme a gyakori CCTV felbontások a tényleges érzékelő pixelszámukkal:

A nagyobb felbontás több pixelt jelent a látómezőben. Egy 4K-s kamera pixelszáma négyszerese egy 1080p-s kameráénak, de ez nem jelenti automatikusan a hasznos távolság négyszeresét. A felbontás és a tényleges tartomány közötti kapcsolat az objektív fókusztávolságától és a kapott látómezőtől függ.

Hogyan befolyásolja a távolság a pixelsűrűséget

A pixelsűrűség az adott távolságban a jelenet minden méterét lefedő pixelek száma. Ez a legfontosabb mérőszám annak meghatározására, hogy a kamera valóban képes-e hasznos részleteket rögzíteni egy célpontról.

A kapcsolat fordított és lineáris: a távolság megduplázódásával a vízszintes látómező szélessége is megduplázódik, tehát ugyanannyi pixel kétszeres szélességre oszlik el. A pixelsűrűség a felére csökken.

Egy tipikus 1/2,7"-os érzékelő esetében (érzékelő szélessége 5,37 mm) egy 4 mm-es objektív körülbelül 73,7 fokos vízszintes látómezőt hoz létre. 10 méteres távolságban ez körülbelül 15,3 méteres vízszintes FOV eredményez. Egy 2 MP-es kamera (1920 vízszintes pixel) körülbelül 125 PPM felbontást eredményezne ezen a távolságon.

20 méteren ugyanaz a kamera és objektív körülbelül 30,6 méteres FOV produkál, ami a pixelsűrűséget nagyjából 63 PPM-re csökkenti – pontosan a felére. Ez az inverz kapcsolat a CCTV-rendszerek tervezésének alapvető korlátja.

DORI szabványok és előírt PPM

Az EN 62676-4 szabvány négy részletességi szintet határoz meg a videomegfigyelés számára, mindegyikhez minimális pixelsűrűségi követelmény tartozik. A rendszernek a következő küszöbértékeket kell teljesítenie az egyes vizuális teljesítményszintek eléréséhez:

Ezek a szabvány által meghatározott minimumértékek. A gyakorlatban olyan tényezők, mint a tömörítési műtermékek, a mozgás okozta elmosódás és a gyenge fényviszonyok miatti zaj azt jelentik, hogy legalább 20-30%-kal a minimális PPM érték felett kell törekedni a megbízható teljesítmény biztosításához valós körülmények között.

Gyakorlati távolságtáblázatok

Az alábbi táblázatok az egyes felbontások és objektívkombinációk maximális hasznos távolságát mutatják, 1/2,7"-os érzékelőre (5,37 mm szélesség) számítva – ez a modern IP-kamerákban leggyakoribb érzékelőméret. A távolságokat a legközelebbi méterre kerekítjük.

Azonosítás -- 250 PPM (maximális távolság)

Bírósági minőségű bizonyíték. Ismeretlen személyek arcának teljes részletessége.

Felismerés -- 125 PPM (maximális távolság)

Ismert személlyel kell párosítani. Elegendő a hozzáférés-vezérlés ellenőrzéséhez.

Megfigyelés -- 62,5 PPM (maximális távolság)

Jellemezd a ruházat színét, általános testalkatát és mozgásirányát.

Érzékelés -- 25 PPM (maximális távolság)

Személy jelenlétének ellenőrzése. Hasznos kerítés- és nagy területű megfigyeléshez.

Objektív fókusztávolságának hatása

A fókusztávolság a legfontosabb eszköz a hatékony hatótávolság növelésére. A nagyobb fókusztávolság szűkíti a látómezőt, ugyanannyi pixelt a jelenet kisebb szeletére koncentrálva. Az eredmény nagyobb pixelsűrűség a célponton.

A kapcsolat egyenesen arányos: a fókusztávolság megduplázása megduplázza a maximális effektív távolságot bármely adott DORI szinten. Egy 12 mm-es objektív körülbelül háromszor akkora távolságot ér el, mint egy 4 mm-es objektív ugyanazzal az érzékelővel és felbontással.

A kompromisszum a lefedett terület. Egy 2,8 mm-es objektív széles területet fed le, de távolról alacsony pixelsűrűséget biztosít. Egy 12 mm-es objektív kiváló részletességet biztosít távolról, de keskeny folyosót fed le. Mindkettőt nem lehet egyszerre egyetlen kamerával használni.

Objektív kiválasztásakor a szükséges DORI szinttől és céltávolságtól kell kiindulni, majd visszafelé haladva kell megtalálni a PPM küszöbértéket teljesítő minimális fókusztávolság és felbontás kombinációt.

Felbontás vs. több kamera

Gyakori tervezési kérdés, hogy kevesebb nagy felbontású kamerába, vagy több, a célpontokhoz közelebb elhelyezett normál felbontású kamerába fektessünk-e be. Mindkét megközelítésnek egyértelmű felhasználási esetei vannak.

A gyakorlatban a legjobb rendszerek mindkét stratégiát ötvözik: fix áttekintő pozíciókban elhelyezett nagyobb felbontású kamerákat és kritikus pontok, például bejáratok, pénztárgépek és beléptető kapuk közelében elhelyezett standard felbontású kamerákat.