メガピクセルと距離
解像度だけでは画質は決まりません。重要なのは、特定の距離で対象に何ピクセルが割り当てられるかです。このガイドでは、主要なCCTV解像度ごとの実際の計算と実用的な距離表を提供します。
カメラ解像度の理解
カメラの解像度はイメージセンサー上の総ピクセル数で定義されます。各ピクセルがシーンの小さな部分を記録します。ピクセルが多いほど潜在的に多くのディテールを捉えられますが、それらのピクセルが適度な視野角に分布している場合に限ります。
以下は、一般的なCCTVの解像度と、それぞれのセンサーの画素数です。
| ピクセル寸法 | 総ピクセル数 | 総ピクセル数 |
|---|---|---|
| 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 |
解像度が高いということは、視野全体に広がるピクセル数が多いことを意味します。4Kカメラは1080pカメラの4倍のピクセル数を持っていますが、だからといって有効距離が4倍になるわけではありません。解像度と有効距離の関係は、レンズの焦点距離とそれによって得られる視野によって決まります。
ピクセル密度は、特定の距離でシーンの各メートルをカバーするピクセル数です。カメラが有用なディテールを捉えられるかどうかを決定する最も重要な指標です。
関係は逆比例かつ線形です：距離が2倍になると水平FOVの幅も2倍になるため、同じピクセル数が2倍の幅に分散され、ピクセル密度は半分に低下します。
この関係は反比例かつ線形です。距離が2倍になると、水平視野の幅も2倍になるため、同じ数のピクセルが2倍の幅に分散されます。ピクセル密度は半分になります。
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))
一般的な1/2.7インチセンサー（センサー幅5.37mm）の場合、4mmレンズを使用すると水平視野角は約73.7度になります。10メートルの距離では、水平FOV角は約15.3メートルになります。2メガピクセルカメラ（水平画素数1920ピクセル）の場合、その距離では約125PPMの解像度が得られます。
20メートル離れた場所では、同じカメラとレンズを使用した場合、 FOV角は約30.6メートルとなり、画素密度は約63PPM、つまりちょうど半分にまで低下する。この逆相関関係こそが、CCTVシステム設計における根本的な制約である。
HFOV = 2 x arctan(センサー幅 / (2 x 焦点距離))
典型的な1/2.7インチセンサー（幅5.37mm）と4mmレンズの場合、水平FOVは約73.7度になります。10メートルの距離でFOV幅は約15.3メートル、2MPカメラ（水平1920ピクセル）で約125 PPMとなります。
| DORIレベル | DORI基準と必要PPM | DORIレベル |
|---|---|---|
| 最小PPM | 25 px/m | 人がそこにいるかどうかを判定する（はい／いいえ） |
| 検知 | 62.5 px/m | 服装、歩き方、全体的な外見の特徴を述べる |
| 何かが存在することを確認 | 125 px/m | 既知の情報（例：従業員リスト）と人物を照合する |
| 62.5+ PPM | 250 px/m | 身元不明者を特定する。画像は法廷での証拠として使用可能。 |
これらは規格で定められた最小値です。実際には、圧縮ノイズ、モーションブラー、低照度ノイズなどの要因により、実際の使用環境下で安定したパフォーマンスを確保するには、最小PPMを少なくとも20～30%上回る値を目指す必要があります。
125+ PPM
以下の表は、1/2.7インチセンサー（幅5.37mm）を基準として計算した、解像度とレンズの組み合わせごとの最大有効距離を示しています。1/2.7インチセンサーは、現代のIPカメラで最も一般的なセンサーサイズです。距離は1メートル単位で四捨五入されています。
識別能力 -- 250 PPM（最大距離）
法廷で通用する証拠。身元不明人物の顔の詳細な描写。
| ピクセル寸法 | 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 |
認識精度 - 125 PPM（最大距離）
以下は4mmレンズ、1/2.7インチセンサーを使用した場合の各解像度のDORI達成距離の概算です：
| ピクセル寸法 | 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 |
観測値 -- 62.5 PPM（最大距離）
服装の色、体格、動きの方向を特徴づける。
| ピクセル寸法 | 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 |
検出限界：25ppm（最大距離）
人がその場にいることを確認します。周辺区域や広範囲の監視に役立ちます。
| ピクセル寸法 | 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 |
焦点距離の影響
焦点距離は、有効射程距離を伸ばすための最も大きな手段です。焦点距離が長くなると視野が狭くなり、同じ数のピクセルがより小さな範囲に集中します。その結果、ターゲットにおけるピクセル密度が高くなります。
両者の関係は正比例です。焦点距離を2倍にすると、 DORIレベルが一定の場合、最大有効距離も2倍になります。同じセンサーと解像度の場合、12mmレンズは4mmレンズの約3倍の距離まで撮影できます。
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)
トレードオフとなるのは撮影範囲です。2.8mmレンズは広い範囲をカバーしますが、遠距離では画素密度が低くなります。12mmレンズは遠距離で優れたディテールを実現しますが、撮影範囲は狭いです。1台のカメラで両方を同時に実現することはできません。
例：駐車場入口車線
対象距離：15メートル。必要条件：識別（250 PPM）。2.8mmレンズを装着した2MPカメラでは、15mで約50 PPMしか得られず、低すぎる。同じカメラで12mmレンズに切り替えると約187 PPMに上がるが、それでも不十分。12mmレンズを装着した4MPカメラにアップグレードすると約250 PPMに達し、かろうじて基準を満たす。余裕を持たせるため、8mmレンズを装着した8MPカメラでは約283 PPMが得られ、確実に識別できる。
レンズを選ぶ際は、まず必要なDORIレベルと目標距離から始め、そこから逆算して、PPMのしきい値を満たす最小の焦点距離と解像度の組み合わせを見つけてください。
高解像度 vs カメラ台数増加
設計上のよくある疑問は、高解像度カメラの数を減らして設置するか、標準解像度カメラの数を増やして対象物により近い場所に設置するか、という点です。どちらのアプローチにも明確な用途があります。
高解像度を選択するタイミング
遠距離の詳細な画像が必要な場合でも、カメラを近くに設置することが物理的に不可能または非現実的な場合は、高解像度カメラを使用してください。典型的な例としては、建物の屋上から広い空間を監視する場合、長い廊下の一端を監視する場合、または高い位置から外周フェンスを監視する場合などが挙げられます。このような場合、2MPから8MPにアップグレードすることで、有効な識別距離が2倍になります。
カメラを追加するタイミング
より広い範囲をカバーする必要がある場合は、カメラを追加してください。狭角レンズを搭載した12MPカメラ1台では、限られた範囲しかカバーできません。一方、標準レンズを搭載した4MPカメラ2台を中間位置に設置すれば、同じ範囲をより高画素密度でカバーできます。標準の4MPカメラは12MPモデルよりも大幅に安価であり、インフラコスト（ケーブル配線、 PoEポートなど）もそれほどかからないため、多くの場合、この方法の方が費用対効果に優れています。
約48m
対象物までの距離が、現在お使いのカメラとレンズの組み合わせによる識別距離の2倍を超える場合は、解像度を上げるよりも、より近い位置にカメラを追加する方がほぼ常に効果的です。例えば、4mmレンズを搭載した4MPカメラで6メートル先を識別でき、対象物が15メートル先にある場合、中間地点に2台目のカメラ（それぞれ7.5メートルをカバー）を追加する方が、12MPにアップグレードするよりも信頼性が高く、多くの場合コストも抑えられます。
実際には、最適なシステムは両方の戦略を組み合わせている。つまり、固定された俯瞰位置に高解像度カメラを設置し、入口、レジ、入退室ゲートなどの重要箇所付近に標準解像度カメラを配置するのだ。