Megapixel e distanza
La risoluzione da sola non determina la qualità dell'immagine. Ciò che conta è quanti pixel coprono il soggetto a una data distanza. Questa guida fornisce calcoli reali e tabelle di distanza pratiche per ogni risoluzione CCTV comune.
Indice
Comprensione della risoluzione della telecamera
La risoluzione della telecamera è definita dal numero totale di pixel sul sensore dell'immagine. Ogni pixel cattura una piccola porzione della scena. Più pixel ci sono, più dettagli è potenzialmente possibile catturare — ma solo quando quei pixel sono distribuiti su un campo visivo ragionevole.
Ecco le risoluzioni CCTV comuni con il numero reale di pixel del sensore:
| Risoluzione | Dimensioni in pixel | Pixel totali |
|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 1920 x 1080 | 2,073,600 |
| 4MP (1440p) | 2560 x 1440 | 3,686,400 |
| 5MP | 2592 x 1944 | 5,038,848 |
| 8MP (4K) | 3840 x 2160 | 8,294,400 |
| 12MP | 4000 x 3000 | 12,000,000 |
Una risoluzione più alta significa più pixel distribuiti sul campo visivo. Una telecamera 4K ha quattro volte più pixel di una 1080p, ma ciò non significa automaticamente quattro volte la portata utile. Il rapporto tra risoluzione e portata efficace dipende dalla lunghezza focale dell'obiettivo e dal campo visivo risultante.
Come la distanza influenza la densità dei pixel
La densità dei pixel è il numero di pixel che coprono ogni metro della scena a una data distanza. È la metrica più importante per determinare se una telecamera è in grado di catturare dettagli utili di un soggetto.
La relazione è inversa e lineare: quando la distanza raddoppia, la larghezza orizzontale del campo visivo raddoppia, quindi lo stesso numero di pixel è distribuito su una larghezza doppia. La densità dei pixel si dimezza.
PPM = Horizontal Resolution / Horizontal FOV Width (m)
Where Horizontal FOV Width = 2 x Distance x tan(HFOV / 2)
And HFOV depends on focal length and sensor size:
HFOV = 2 x arctan(sensor width / (2 x focal length))
Per un sensore tipico 1/2.7" (larghezza sensore 5,37 mm), un obiettivo da 4 mm produce un campo visivo orizzontale di circa 73,7 gradi. A una distanza di 10 metri, questo crea una larghezza FOV orizzontale di circa 15,3 metri. Una telecamera 2MP (1920 pixel orizzontali) fornisce approssimativamente 125 PPM a quella distanza.
A 20 metri, la stessa telecamera e obiettivo producono una larghezza FOV di circa 30,6 metri, riducendo la densità dei pixel a circa 63 PPM — esattamente la metà. Questa relazione inversa è il vincolo fondamentale nella progettazione dei sistemi CCTV.
Standard DORI e requisiti PPM
Lo standard EN 62676-4 definisce quattro livelli di dettaglio per la videosorveglianza, ciascuno con un requisito minimo di densità pixel. Queste sono le soglie che il sistema deve soddisfare per raggiungere ogni livello di prestazione visiva:
| Livello DORI | PPM min. | Cosa significa |
|---|---|---|
| Detect (Rilevamento) | 25 px/m | Determinare se una persona è presente (sì/no) |
| Observe (Osservazione) | 62.5 px/m | Caratterizzare abbigliamento, andatura e aspetto generale |
| Recognize (Riconoscimento) | 125 px/m | Abbinare una persona a un riferimento noto (es. lista dipendenti) |
| Identify (Identificazione) | 250 px/m | Identificare una persona sconosciuta; immagine idonea come prova in tribunale |
Questi sono i valori minimi definiti dallo standard. In pratica, fattori come gli artefatti di compressione, la sfocatura da movimento e il rumore in condizioni di scarsa illuminazione significano che bisognerebbe puntare ad almeno il 20-30% sopra il PPM minimo per garantire un funzionamento affidabile nelle condizioni reali.
Tabelle di distanza pratiche
Le tabelle seguenti mostrano la distanza utile massima per ogni combinazione di risoluzione e obiettivo, calcolata per un sensore 1/2.7" (larghezza 5,37 mm) — la dimensione del sensore più comune nelle moderne telecamere IP. Le distanze sono arrotondate al metro più vicino.
Identificazione — 250 PPM (distanza massima)
Qualità probatoria. Dettagli completi del viso di una persona sconosciuta.
| Risoluzione | 2.8mm | 4mm | 6mm | 8mm | 12mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 3m | 4.5m | 7m | 9m | 14m |
| 4MP (1440p) | 4m | 6m | 9m | 12m | 18m |
| 5MP | 4m | 6m | 9m | 13m | 19m |
| 8MP (4K) | 6m | 8.5m | 13m | 17m | 26m |
| 12MP | 7m | 10m | 15m | 21m | 31m |
Riconoscimento — 125 PPM (distanza massima)
Abbinamento di persona nota. Sufficiente per la verifica del controllo accessi.
| Risoluzione | 2.8mm | 4mm | 6mm | 8mm | 12mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 6m | 9m | 14m | 18m | 28m |
| 4MP (1440p) | 8m | 12m | 18m | 24m | 36m |
| 5MP | 9m | 12m | 19m | 25m | 38m |
| 8MP (4K) | 12m | 17m | 26m | 34m | 52m |
| 12MP | 14m | 21m | 31m | 42m | 62m |
Osservazione — 62.5 PPM (distanza massima)
Caratterizzazione del colore dell'abbigliamento, corporatura generale e direzione del movimento.
| Risoluzione | 2.8mm | 4mm | 6mm | 8mm | 12mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 12m | 18m | 28m | 36m | 55m |
| 4MP (1440p) | 16m | 24m | 36m | 48m | 73m |
| 5MP | 17m | 25m | 38m | 50m | 76m |
| 8MP (4K) | 24m | 34m | 52m | 69m | 103m |
| 12MP | 29m | 42m | 62m | 83m | 125m |
Rilevamento — 25 PPM (distanza massima)
Conferma della presenza di una persona. Utile per il monitoraggio perimetrale e la sorveglianza di aree vaste.
| Risoluzione | 2.8mm | 4mm | 6mm | 8mm | 12mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 30m | 44m | 69m | 91m | 138m |
| 4MP (1440p) | 40m | 59m | 91m | 121m | 183m |
| 5MP | 42m | 62m | 95m | 126m | 190m |
| 8MP (4K) | 59m | 86m | 131m | 172m | 259m |
| 12MP | 73m | 104m | 156m | 208m | 312m |
Impatto della lunghezza focale dell'obiettivo
La lunghezza focale è lo strumento più potente per aumentare la portata efficace. Una lunghezza focale più lunga restringe il campo visivo, concentrando lo stesso numero di pixel su una porzione più piccola della scena. Il risultato è una maggiore densità pixel sul soggetto.
La relazione è direttamente proporzionale: raddoppiare la lunghezza focale raddoppia la distanza efficace massima per qualsiasi livello DORI. Un obiettivo da 12 mm raggiunge circa tre volte la distanza di un obiettivo da 4 mm con lo stesso sensore e la stessa risoluzione.
Horizontal FOV angles for 1/2.7" sensor (5.37mm width):
2.8mm lens: ~87.4 degrees (wide angle, short range)
4mm lens: ~73.7 degrees (standard wide)
6mm lens: ~48.2 degrees (medium)
8mm lens: ~37.0 degrees (narrow medium)
12mm lens: ~25.2 degrees (narrow, long range)
Il compromesso è la copertura dell'area. Un obiettivo da 2,8 mm copre un'ampia area ma fornisce una bassa densità pixel a distanza. Un obiettivo da 12 mm offre dettagli eccellenti a lunga distanza ma copre solo un corridoio stretto. Non è possibile ottenere entrambi con una sola telecamera.
Esempio: Corsia d'ingresso del parcheggio
Distanza dal soggetto: 15 metri. Requisito: Identificazione (250 PPM). Una telecamera 2MP con obiettivo da 2,8 mm fornisce solo circa 50 PPM a 15 m — decisamente insufficiente. Passare a un obiettivo da 12 mm sulla stessa telecamera porta il valore a circa 187 PPM — ancora insufficiente. Aggiornare a 4MP con obiettivo da 12 mm raggiunge circa 250 PPM — esattamente sulla soglia. Per un margine di sicurezza, una telecamera 8MP con obiettivo da 8 mm fornisce circa 283 PPM — identificazione affidabile.
Quando si sceglie un obiettivo, bisogna partire dal livello DORI richiesto e dalla distanza dal soggetto, poi risalire fino a trovare la combinazione minima di lunghezza focale e risoluzione che soddisfi la soglia PPM.
Risoluzione vs più telecamere
Una domanda progettuale comune è se investire in meno telecamere ad alta risoluzione o in più telecamere a risoluzione standard posizionate più vicino ai soggetti. Entrambi gli approcci hanno applicazioni ben precise.
Quando scegliere una risoluzione più alta
Usa una telecamera ad alta risoluzione quando hai bisogno di dettagli a distanza ma il montaggio della telecamera più vicino è fisicamente impossibile o impraticabile. Scenari tipici includono la sorveglianza di un ampio spazio aperto dal tetto di un edificio, la copertura di un lungo corridoio da un'estremità o il monitoraggio di una recinzione perimetrale da una posizione elevata. In questi casi, l'aggiornamento da 2MP a 8MP raddoppia la distanza efficace di identificazione.
Quando aggiungere più telecamere
Aggiungi telecamere quando hai bisogno di una copertura dell'area più ampia. Una singola telecamera 12MP con obiettivo stretto copre un corridoio limitato. Due telecamere 4MP con obiettivi standard, posizionate in punti intermedi, possono coprire la stessa area con una maggiore densità pixel in ogni punto. Questo è spesso più conveniente, poiché le telecamere 4MP standard sono molto meno costose dei modelli 12MP e i costi infrastrutturali (cablaggio, porte PoE) sono moderati.
La regola del 2x
Se la distanza dal soggetto supera il doppio della distanza di identificazione della telecamera e dell'obiettivo attuali, aggiungere un'altra telecamera in una posizione più ravvicinata è quasi sempre più efficiente che aumentare la risoluzione. Ad esempio, se la telecamera 4MP con obiettivo da 4 mm può identificare a 6 metri e il soggetto è a 15 metri, aggiungere una seconda telecamera a metà strada (ciascuna coprendo 7,5 metri) è più affidabile e spesso meno costoso che aggiornare a 12MP.
In pratica, i migliori sistemi combinano entrambe le strategie: telecamere ad alta risoluzione in posizioni di sorveglianza fissa e telecamere a risoluzione standard posizionate vicino ai punti critici come ingressi, casse e varchi di controllo accessi.