Nástroj na výber objektívov

Ako si ohnisková vzdialenosť, senzor a DORI interagujú

Ohnisková vzdialenosť je vzdialenosť v milimetroch medzi optickým stredom objektívu a zobrazovacím senzorom, keď je objektív zaostrený na nekonečnosť. Kratšie ohniskové vzdialenosti zachytávajú širšie uhly; dlhšie ohniskové vzdialenosti zachytávajú užšie uhly s väčšou zdanlivou zväčšením. Rovnaký objektív sa správa odlišne pri rôznych veľkostiach senzorov — 4 mm objektív na 1/3" senzore dáva 65° HFOV, rovnaký 4 mm objektív na 2/3" senzore dáva 95° HFOV. Výber objektívu bez výberu senzora nemá zmysel.

V praxi inštalatéra sa štyri prahy DORI podľa EN 62676-4 jasne mapujú na odporúčania ohniskovej vzdialenosti, keď sú vzdialenosť a senzor fixované. Na 1/2,8" kamere s rozlíšením 4 MP (modalná CCTV konfigurácia v roku 2026) platia nasledovné pravidlá: 2,8 mm pre pokrytie Detect-triedy do 5 m, 4 mm pre pokrytie Observe-triedy 5–10 m, 6 mm pre pokrytie Recognize-triedy 10–15 m, 8 mm pre Recognize v rozsahu 15–20 m alebo Identify v rozsahu 8–10 m, 12 mm pre Identify v rozsahu 12–18 m a 16–25 mm pre Identify nad 20 m. Kalkulačka vyššie aplikuje zjednodušenú verziu tohto mapingu na vzdialenosť v priamej viditeľnosti, ktorú zadáte, berúc do úvahy montážnu výšku prostredníctvom šikmej vzdialenosti.

Fixné objektívy si vás viažu k jednej ohniskovej vzdialenosti; varifokálne objektívy (napr. 2,8–12 mm) vám umožňujú nastavenie na mieste po montáži kamery. Fixné objektívy sú zvyčajne o 30–50 % lacnejšie, mierne ostrejšie pri plnej apertúre a majú menej pohyblivých súčastí, ktoré by mohli zlyhať. Varifokálne objektívy sú správnou voľbou v prípade, keď (a) je vzdialenosť inštalácie neisté, (b) by zákazník mohol zmeniť usporiadanie nábytku alebo policových regálov, alebo (c) nasadzujete jednu SKU na viacerých lokalitách a chcete štandardizovať zásoby. Motorizovaný varifokálny objektív — niekedy nazývaný "auto-focus" alebo "vzdialený zoom" — pridáva schopnosť nastavovať z VMS bez opätovnej návštevy lokality, čo sa vráti úžitkom po jednej vyhnutej návšteve lokality.

Fisheye objektívy (1,0–1,8 mm, často s M12-mount) dosahujú pokrytia 180–360° hemisfér zámerným skreslením obrazu. Hustota pixelov na okrajoch je drasticky nižšia ako v strede, preto je efektívny rozsah DORI fisheye objektívu oveľa kratší, ako naznačuje jeho uhlové pokrytie. Fisheye objektívy použite na situačnú orientáciu — vedieť, že niekto je niekde v miestnosti — a kombinujte ich s oddelením teleobjektívom na akúkoľvek úlohu identifikácie. Štandardné pravouhlé objektívy (2,8 mm a dlhšie na konvenčných senzoroch) zachovávajú rovné čiary a rovnomernú hustotu pixelov, čo je to, čo predpokladá každý výpočet DORI.

Kvalita objektívu sa ukazuje najdôležitejšia pri zaťažení. Štandardná krivka MTF (modulačná prenosová funkcia) vykreslená v listoch s technickými údajmi objektívov ukazuje, koľko kontrastu objektív zachováva pri rastúcich priestorových frekvenciách — vyššia MTF pri vysokých frekvenciách znamená ostrejšie detaily. Sklené prvky prevyšujú plast v MTF, tepelnej stabilite a dlhodobej jasnosti, ale stoja tri až päťkrát viac. Pre objektívy s veľmi širokým uhlom 2,8–4 mm, kde je hustota pixelov už nízka, lacný plastový objektív je v poriadku. Pre 12 mm a dlhšie, kde každá čiara MTF sa premení na dôkazný rozsah, prémiový sklený prvok s nízkou disperziou (LD) sa rýchlo vracia.

Clona — napísaná f/1,6, f/2,0 atď. — je pomer ohniskovej vzdialenosti k priemeru vstupnej pupily a určuje, koľko svetla dosiahne senzor. Nižšie čísla clony zhromažďujú viac svetla. f/1,4 je dvakrát jasnejšia ako f/2,0, štyrikrát jasnejšia ako f/2,8. Pri inštaláciách v zatajenej osvetlení (parkovacie plochy v noci, krytí sklady so slabým osvetlením), každá clona počíta: objektív f/1,6 poskytne použiteľný obraz, kde objektív f/2,4 klesne pod minimálnu luxnú hodnotu kamery. Kompromis je hĺbka ostrosti a ostrosť okrajov — širšie apertúry zamerajú užší pás vzdialenosti a vykazujú viac chromatickej aberácie. Na dlhodobú identifikáciu na 20 m+ v dobrom osvetlení je f/2,0–f/2,4 ideálny bod. Pre inštalácie dome v nízkej osvetlení v rozsahu 5–10 m prioritizujte f/1,4–f/1,6.

Ako používať tento selektor objektívov

1. Nastavte montážnu výšku. Použite skutočnú montážnu výšku kamery nad cieľovou rovinou. Pre kamery namontované na strope v interiéri je cieľová rovina zvyčajne podlaha; pre kamery namontované na stĺpe vonku je zvyčajne 1,5 m nad zemou (výška hlavy). 3 m je modalná montážna výška v interiéri, 4–6 m je typické pre vonkajšie montáže na stĺpoch.
2. Nastavte cieľovú vzdialenosť. Toto je horizontálna vzdialenosť od priameho miesta pod kamerou k cieľu. Kalkulačka kombinuje montážnu výšku a horizontálnu vzdialenosť do šikmej vzdialenosti, ktorú objektív skutočne musí rozlíšiť.
3. Prečítajte si odporučený objektív. Zelený panel zobrazuje ohniskovú vzdialenosť, ktorá dosahuje vyváženého cieľa hustoty pixelov na typickej 4 MP kamere 1/2,8". Použite to ako východzí bod na návrhy tendra a odpovede ponúk.
4. Porovnajte s úplným grafom. Tabuľka porovnania objektívov ukazuje všetky bežné ohniskové vzdialenosti s ich očakávaným rozsahom pokrytia a zorným poľom. Použite to na vyhodnotenie alternatív — napríklad, ak váš tender vyžaduje pokrytie Identify-triedy na rovnakej vzdialenosti, posúňte sa o dva sloty od odporučeného objektívu.

Spracovaný príklad: identifikácia tváre pri vstupe do komerčného priestoru

Maloobchodný predajca v kľúčovej lokalite má 1,8 m široký vstup s automatickými dverami a chce, aby bola každá tvár zákazníka zachytená na prahu identifikácie EN 62676-4 (250 PPM) na prehliadku straty. Vybraným umiestnením je existujúci zníženej strop 3 m nad podlahou, pričom kamera je umiestnená 4 m horizontálne vnútri dverí, takže zákazníci sa pri vstupe pohybujú smerom k nej.

Šikmá vzdialenosť od kamery k rovine tváre v nadmorskej výške 1,6 m — za predpokladu, že tvár je 1,4 m pod kamerou — je √(4² + 1,4²) = 4,24 m. Vložte tieto hodnoty do selektora objektívov s montážnou výškou 3 m a cieľovou vzdialenosťou 4 m a odporučený objektív je 2,8 mm. Ale toto odporúčanie je kalibrované na vyváženú všeobecnú pokrytie; pre hustotu pixelov Identify-triedy na tvári musíme overiť s výslovným matematickým DORI výpočtom.

Na senzore 4 MP 1/2,8" (2560 horizontálnych pixelov, šírka senzora 5,4 mm) objektív 2,8 mm poskytuje HFOV ≈ 88°, šírka scény na 4,24 m ≈ 8,2 m a hustotu pixelov približne 312 PPM — pohodlne nad prahom 250 PPM Identify. Horizontálne pokrytie 8,2 m je oveľa širšie ako vstup 1,8 m, takže jedna kamera pokrýva vchod s maržou na zachytenie zákazníkov približujúcich sa z oboch strán. Objektív 4 mm by poskytol 478 PPM a pokrytie 5,7 m — tiež funkčný, s extra dôkazným maržou výmenou za mierne tesnejšie horizontálne zachytenie.

Integrátor si vyberie motorizovaný varifokálny 2,8–12 mm ako SKU na ponuku, pretože (a) reťazec má 80 obchodov s rôznymi šírkami dverí a výškami stropu a (b) akúkoľvek budúcu zmenu rozloženia predajne je možné znova naaladiť vzdialene z VMS bez posielania technika. Celková cena prirážka oproti pevnej SKU 2,8 mm je približne 35 %, ale úspora vyhnutých návštev kamiónov sa vyrovnáva pri jednej vyhnutej návšteve lokality na kameru počas jej 5-ročnej doby prevádzky.

Bežné chyby pri výbere objektívov

• Výber objektívu pre maximálnu vzdialenosť namiesto pracovnej vzdialenosti. Objektív 25 mm krásne pokrýva 50 m, ale je zbytočný na 5 m — čokoľvek bližšie je mimo zaostrenia a zorné pole je príliš úzke na zachytenie predmetu. Vždy si vyberte objektív na typickú pracovnú vzdialenosť, nie najhorší prípad. Ak sa pracovný rozsah mení, použite varifokálny objektív.
• Zamieňanie optického zoomu s digitálnym zoomom. 12× optický zoom skutočne zvýši hustotu pixelov na cieľi. 12× digitálny zoom len zväčší menej pixelov v softvéri — nemôže vytvoriť detaily, ktoré objektív nezachytil. Požiadavky na identifikáciu vždy vyžadujú optický dosah.
• Ignorovanie clony pri inštaláciách v nízkej osvetlení. Objektív 4 mm f/2,4 s osvetlením 5 lux je približne polovičný ako 4 mm f/1,6 — to často znamená rozdiel medzi použiteľným farebným obrazom a hlučným čiernobielym rámcom s výhradne IR. Vždy skontrolujte minimálne špecifikácie osvetlenia v kombinácii objektívu a kamery, nie iba samotnej kamery.
• Nesprávne prispôsobenie montáže objektívu formátu senzora. Objektív navrhnutý pre 1/3" senzor bude zle vinjetovať pri použití s 1/2" senzorom. Vždy prispôsobte špecifikáciu kruhu obrazu objektívu veľkosti senzora alebo väčšiemu. M12 mounty dominujú do 1/2", CS-mount dominuje 1/2" a väčšiemu.
• Nadmerné špecifikácie kvality skla na širokouhlých objektívoch. Širokouhlý objektív 2,8 mm už rozptyľuje pixely tenko — prémiový sklený prvok sotva zlepšuje použiteľné rozlíšenie na vzdialenosť. Ušetrite rozpočet na dlhší rozsah objektívov, kde sa MTF skutočne premietne do dôkazného rozsahu.
• Zabudnutie na perspektívne skrátenie sklonu na dlhých objektívoch. Objektív 25 mm zameraný strmý dole dramaticky stláča hĺbku ostrosti. Osoby na blízkom okraji rámca vyzerajú skreslené; osoby na ďalekom okraji vyzerajú správnou formou, ale malé. Dlhé objektívy chcú plytčích uhlov sklonu; hlboké sklony chcú kratších ohniskových vzdialeností.

Normy a referencie zhody

• EN 62676-4:2015 — Pokyny na aplikáciu pre videozáznamy. Odporúčania objektívov vyššie sú kalibrované na prahy normy 25 / 63 / 125 / 250 PPM. Kalkulačka EN 62676-4 →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — Aktualizácia z roku 2025, ktorá zavádza hustotu pixelov v móde chodby a podúrovne AI-analytiky; relevantné pri výbere objektívov na chodby a nasadenia strojového videnia.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Metriky cyklov v cieľi pre tepelné senzory. Riadi výber objektívov na dlhodobé termovizné snímanie, kde DORI neplatí. Kalkulačka Johnson Criteria →
• NDAA Section 889 — Obmedzenie US obstarávania na uvedených výrobcov; vzťahuje sa na zostavy kamera-a-objektív predávané ako jednotka. Referencia zhody NDAA →
• ISO 12233 — Metodológia merania rozlíšenia a priestorovej frekvenčnej odozvy. Základ pre merania MTF citované v listoch s technickými údajmi objektívov.

Pokračujte v čítaní