What megapixel camera do I need for long-distance surveillance?

For 20m: 2MP is sufficient. For 30-50m: use 4-5MP. For 50-80m: use 8MP (4K). For 80m+: use 12MP+ or PTZ cameras with optical zoom. Higher megapixel provides more detail at distance but requires more storage and bandwidth.

Does 4K CCTV make a real difference?

Yes, especially for identification at distance. 4K (8MP) provides 4× the pixels of 1080p, meaning you can identify people at roughly twice the distance. It also allows digital zoom into footage without losing detail. The trade-off is 2-3× more storage.

Megapikseliai ir atstumas: raiškos planavimo vadovas

Kameros skiriamosios gebos supratimas

Kameros skiriamoji geba apibrėžiama pagal bendrą pikselių skaičių vaizdo jutiklyje. Kiekvienas pikselis užfiksuoja mažą scenos dalį. Kuo daugiau pikselių, tuo daugiau detalių galite užfiksuoti – bet tik tuo atveju, jei tie pikseliai pasiskirsto pakankamai dideliame matymo lauke.

Čia pateikiamos įprastos CCTV skiriamosios gebos su faktiniu jutiklių pikselių skaičiumi:

Rezoliucija	Pikselių matmenys	Iš viso pikselių
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

Didesnė raiška reiškia, kad daugiau pikselių pasiskirsto visame matymo lauke. 4K kamera turi keturis kartus daugiau pikselių nei 1080p kamera, tačiau tai nebūtinai reiškia keturis kartus didesnį naudingą atstumą. Raiškos ir efektyvaus diapazono santykis priklauso nuo objektyvo židinio nuotolio ir gaunamo matymo lauko.

Kaip atstumas veikia pikselių tankį

Pikselių tankis – tai pikselių, dengiančių kiekvieną scenos metrą tam tikru atstumu, skaičius. Tai svarbiausias rodiklis, nustatantis, ar jūsų kamera iš tikrųjų gali užfiksuoti naudingas objekto detales.

Ryšys yra atvirkštinis ir tiesinis: atstumui padvigubėjus, horizontalaus matymo lauko plotis padvigubėja, todėl tas pats pikselių skaičius pasiskirsto dvigubai didesniame plotyje. Pikselių tankis sumažėja perpus.

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))

Įprastam 1/2,7 colio jutikliui (jutiklio plotis 5,37 mm) 4 mm objektyvas sukuria maždaug 73,7 laipsnio horizontalų matymo lauką. 10 metrų atstumu tai sukuria maždaug 15,3 metro horizontalų FOV lauką. 2 MP kamera (1920 horizontalių pikselių) tokiu atstumu užtikrintų maždaug 125 PPM.

20 metrų atstumu ta pati kamera ir objektyvas sukuria apie 30,6 metro FOV plotį, o pikselių tankis sumažėja iki maždaug 63 PPM – lygiai perpus. Šis atvirkštinis ryšys yra pagrindinis CCTV sistemų projektavimo apribojimas.

DORI standartai ir reikalaujamas PPM

Standartas EN 62676-4 apibrėžia keturis vaizdo stebėjimo detalumo lygius, kiekvienam iš jų taikomas minimalus pikselių tankio reikalavimas. Štai ribos, kurias jūsų sistema turi atitikti, kad pasiektų kiekvieną vaizdo efektyvumo lygį:

DORI lygis	Min. PPM	Ką tai reiškia
Aptikti	25 px/m	Nustatyti, ar asmuo yra (taip/ne)
Stebėti	62.5 px/m	Apibūdinkite drabužius, eiseną ir bendrą išvaizdą
Atpažinti	125 px/m	Suraskite asmenį pagal žinomą rekomendaciją (pvz., darbuotojų sąrašą)
Nustatyti	250 px/m	Nustatyti nežinomą asmenį; atvaizdas, tinkamas naudoti kaip įrodymas teisme

Tai yra minimalios standarto apibrėžtos vertės. Praktiškai tokie veiksniai kaip suspaudimo artefaktai, judesio suliejimas ir prasto apšvietimo triukšmas reiškia, kad norint užtikrinti patikimą veikimą realiomis sąlygomis, turėtumėte siekti bent 20–30 % didesnio PPM nei minimali vertė.

Praktinės atstumų lentelės

Šiose lentelėse parodytas maksimalus naudingas atstumas kiekvienai skiriamajai gebai ir objektyvo deriniui, apskaičiuotas 1/2,7 colio jutikliui (5,37 mm pločio) – labiausiai paplitusiam jutiklio dydžiui šiuolaikinėse IP kamerose. Atstumai suapvalinti iki artimiausio metro.

Identifikavimas – 250 PPM (maksimalus atstumas)

Teismo kokybės įrodymai. Visos nežinomų asmenų veido detalės.

Rezoliucija	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

Atpažinimas – 125 PPM (maksimalus atstumas)

Raskite žinomą asmenį. Pakanka prieigos kontrolės patvirtinimui.

Rezoliucija	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

Stebėjimas – 62,5 PPM (maksimalus atstumas)

Apibūdinkite drabužių spalvą, bendrą kūno sudėjimą ir judėjimo kryptį.

Rezoliucija	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

Aptikimas – 25 PPM (maksimalus atstumas)

Patvirtinkite, kad asmuo yra šalia. Naudinga perimetro ir plačios teritorijos stebėjimui.

Rezoliucija	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

Objektyvo židinio nuotolio poveikis

Židinio nuotolis yra svarbiausias svertas, leidžiantis išplėsti efektyvų diapazoną. Didesnis židinio nuotolis susiaurina matymo lauką, sukoncentruodamas tą patį pikselių skaičių į mažesnę scenos dalį. Rezultatas – didesnis pikselių tankis taikinyje.

Ryšys yra tiesiogiai proporcingas: padvigubinus židinio nuotolį, padvigubėja maksimalus efektyvus atstumas esant bet kuriam DORI lygiui. 12 mm objektyvas pasiekia maždaug tris kartus didesnį atstumą nei 4 mm objektyvas su tuo pačiu jutikliu ir skiriamąja geba.

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)

Kompromisas yra aprėpties plotas. 2,8 mm objektyvas apima platų plotą, tačiau užtikrina mažą pikselių tankį per atstumą. 12 mm objektyvas užtikrina puikų detalumą per atstumą, tačiau apima siaurą koridorių. Negalite turėti abiejų vienu metu su viena kamera.

Pavyzdys: Įvažiavimas į automobilių stovėjimo aikštelę

Atstumas iki taikinio: 15 metrų. Poreikis: Identifikavimas (250 PPM). 2 MP kamera su 2,8 mm objektyvu 15 m atstumu užfiksuoja tik apie 50 PPM – gerokai per mažai. Toje pačioje kameroje naudojant 12 mm objektyvą, užfiksuojama apie 187 PPM – vis tiek nepakanka. Atnaujinus iki 4 MP su 12 mm objektyvu, užfiksuojama apie 250 PPM – vos vos viršijama riba. 8 MP kamera su 8 mm objektyvu užfiksuoja apie 283 PPM – patikimas identifikavimas.

Renkantis objektyvą, pradėkite nuo reikiamo DORI lygio ir taikinio atstumo, tada dirbkite atgal, kad rastumėte minimalų židinio nuotolio ir skiriamosios gebos derinį, kuris atitinka PPM slenkstį.

Raiška ir daugiau kamerų

Dažnas projektavimo klausimas yra tas, ar investuoti į mažiau didelės skiriamosios gebos kamerų, ar daugiau standartinės skiriamosios gebos kamerų, išdėstytų arčiau taikinių. Abu metodai turi aiškius naudojimo atvejus.

Kada rinktis didesnę skiriamąją gebą

Naudokite didesnės raiškos kamerą, kai reikia detalių vaizdo įrašų iš toli, bet kameros montavimas arčiau yra fiziškai neįmanomas arba nepraktiškas. Įprasti scenarijai apima plačios atviros erdvės stebėjimą nuo pastato stogo, ilgo koridoriaus stebėjimą iš vieno galo arba perimetro tvoros stebėjimą iš aukštesnės pozicijos. Tokiais atvejais atnaujinus nuo 2 MP iki 8 MP, efektyvus identifikavimo atstumas padvigubėja.

Kada pridėti daugiau kamerų

Įrenkite kameras, kai reikia platesnio ploto aprėpties. Viena 12 MP kamera su siauru objektyvu apima ribotą koridorių. Dvi 4 MP kameros su standartiniais objektyvais, išdėstytos tarpinėse pozicijose, gali aprėpti tą patį plotą su geresniu pikselių tankiu kiekviename taške. Tai dažnai yra ekonomiškesnis sprendimas, nes standartinės 4 MP kameros yra žymiai pigesnės nei 12 MP modeliai, o infrastruktūros kaina (kabeliai, PoE prievadai) yra nedidelė.

2x taisyklė

Jei atstumas iki taikinio yra dvigubai didesnis nei dabartinės kameros ir objektyvo identifikavimo atstumas, kitos kameros pridėjimas arčiau beveik visada yra efektyvesnis nei skiriamosios gebos didinimas. Pavyzdžiui, jei jūsų 4 MP kamera su 4 mm objektyvu gali atpažinti 6 metrų atstumu, o taikinys yra 15 metrų atstumu, antros kameros pridėjimas vidurio taške (kiekviena apima 7,5 metro) yra patikimesnis ir dažnai pigesnis nei atnaujinimas iki 12 MP.

Praktiškai geriausios sistemos apjungia abi strategijas: didesnės skiriamosios gebos kameras fiksuotose apžvalgos vietose ir standartinės skiriamosios gebos kameras, išdėstytas arti kritinių taškų, tokių kaip įėjimai, kasos aparatai ir prieigos kontrolės vartai.

Megapikselių ir atstumo santykis

Turinys