Megapixel versus afstand

Inzicht in cameraresolutie

De resolutie van een camera wordt bepaald door het totale aantal pixels op de beeldsensor. Elke pixel legt een klein deel van de scène vast. Hoe meer pixels je hebt, hoe meer details je potentieel kunt vastleggen – maar alleen als die pixels over een redelijk gezichtsveld zijn verdeeld.

Hieronder staan de meest voorkomende CCTV-resoluties met het bijbehorende aantal sensorpixels:

Een hogere resolutie betekent meer pixels verspreid over het beeldveld. Een 4K-camera heeft vier keer zoveel pixels als een 1080p-camera, maar dat betekent niet automatisch dat de bruikbare afstand ook vier keer zo groot is. De relatie tussen resolutie en effectief bereik hangt af van de brandpuntsafstand van de lens en het resulterende beeldveld.

Hoe afstand de pixeldichtheid beïnvloedt

Pixeldichtheid is het aantal pixels per meter van een scène op een bepaalde afstand. Het is de allerbelangrijkste maatstaf om te bepalen of je camera daadwerkelijk bruikbare details van een onderwerp kan vastleggen.

De relatie is omgekeerd en lineair: als de afstand verdubbelt, verdubbelt ook de horizontale beeldbreedte, waardoor hetzelfde aantal pixels over tweemaal de breedte wordt verdeeld. De pixeldichtheid halveert.

Voor een typische 1/2,7" sensor (sensorbreedte 5,37 mm) produceert een 4mm lens een horizontaal gezichtsveld van ongeveer 73,7 graden. Op een afstand van 10 meter resulteert dit in een horizontale FOV van ongeveer 15,3 meter. Een 2MP camera (1920 horizontale pixels) zou op die afstand ongeveer 125 PPM opleveren.

Op een afstand van 20 meter produceert dezelfde camera met lens een FOV van ongeveer 30,6 meter, waardoor de pixeldichtheid daalt tot ongeveer 63 PPM – precies de helft. Deze omgekeerde relatie is de fundamentele beperking bij het ontwerp van CCTV-systemen.

DORI -normen en vereiste PPM-waarden

De EN 62676-4 norm definieert vier detailniveaus voor videobewaking, elk met een minimale pixeldichtheidseis. Dit zijn de drempelwaarden waaraan uw systeem moet voldoen om elk niveau van beeldkwaliteit te bereiken:

Dit zijn minimumwaarden die door de standaard zijn vastgesteld. In de praktijk zorgen factoren zoals compressieartefacten, bewegingsonscherpte en ruis bij weinig licht ervoor dat u minstens 20-30% boven het minimum PPM moet streven om betrouwbare prestaties onder realistische omstandigheden te garanderen.

Praktische afstandstabellen

De volgende tabellen tonen de maximaal bruikbare afstand voor elke resolutie- en lenscombinatie, berekend voor een 1/2,7" sensor (5,37 mm breed) – de meest voorkomende sensorgrootte in moderne IP-camera's. Afstanden zijn afgerond op de dichtstbijzijnde meter.

Identificatie -- 250 PPM (maximale afstand)

Bewijsmateriaal van gerechtelijke kwaliteit. Volledige gezichtsdetails van onbekende personen.

Herkenning -- 125 PPM (maximale afstand)

Vergelijk met een bekend persoon. Voldoende voor toegangscontrole.

Waarneming -- 62,5 ppm (maximale afstand)

Beschrijf de kleur van de kleding, de algemene lichaamsbouw en de bewegingsrichting.

Detectie -- 25 ppm (maximale afstand)

Bevestigt de aanwezigheid van een persoon. Handig voor perimeterbewaking en bewaking van grote gebieden.

Impact van de brandpuntsafstand van de lens

De brandpuntsafstand is de belangrijkste factor waarmee je het effectieve bereik kunt vergroten. Een langere brandpuntsafstand verkleint het gezichtsveld, waardoor hetzelfde aantal pixels geconcentreerd wordt op een kleiner deel van de scène. Het resultaat is een hogere pixeldichtheid op het doel.

De relatie is recht evenredig: het verdubbelen van de brandpuntsafstand verdubbelt de maximale effectieve afstand voor een gegeven DORI niveau. Een 12mm-lens bereikt ongeveer drie keer de afstand van een 4mm-lens met dezelfde sensor en resolutie.

De afweging zit hem in het beeldgebied. Een 2,8 mm lens bestrijkt een breed gebied, maar levert een lage pixeldichtheid op afstand. Een 12 mm lens biedt uitstekende details op afstand, maar bestrijkt een smalle strook. Je kunt niet beide tegelijk hebben met één camera.

Bij het kiezen van een objectief moet je beginnen bij het vereiste DORI niveau en de doelafstand, en vervolgens terugrekenen om de minimale combinatie van brandpuntsafstand en resolutie te vinden die voldoet aan de PPM-drempel.

Resolutie versus meer camera's

Een veelvoorkomende ontwerpvraag is of er geïnvesteerd moet worden in minder hogeresolutiecamera's of in meer standaardresolutiecamera's die dichter bij de doelen geplaatst worden. Beide benaderingen hebben duidelijke toepassingsmogelijkheden.

In de praktijk combineren de beste systemen beide strategieën: camera's met een hogere resolutie op vaste overzichtsposities en camera's met een standaardresolutie die dicht bij cruciale punten zoals ingangen, kassa's en toegangscontrolepoorten zijn geplaatst.