Megapixel kontra avstånd

Förstå kamerans upplösning

Kamerans upplösning definieras av det totala antalet pixlar på bildsensorn. Varje pixel fångar en liten del av scenen. Ju fler pixlar du har, desto mer detalj kan du potentiellt fånga -- men bara om de pixlarna sprids över ett rimligt synfält.

Här är de vanliga upplösningarna för kameraövervakning med deras faktiska antal sensorpixlar:

Högre upplösning innebär fler pixlar spridda över synfältet. En 4K-kamera har fyra gånger så många pixlar som en 1080p-kamera, men det betyder inte automatiskt fyra gånger så långt användbart avstånd. Förhållandet mellan upplösning och effektiv räckvidd beror på objektivets brännvidd och det resulterande synfältet.

Hur avståndet påverkar pixeltätheten

Pixeltäthet är antalet pixlar som täcker varje meter av scenen på ett givet avstånd. Det är det enskilt viktigaste måttet för att avgöra om din kamera faktiskt kan fånga användbara detaljer av ett mål.

Förhållandet är omvänt och linjärt: när avståndet fördubblas fördubblas synfältets horisontella bredd, så samma antal pixlar sprids över dubbel bredd. Pixeltätheten halveras.

För en typisk 1/2,7"-sensor (sensorbredd 5,37mm) ger ett 4mm-objektiv ett horisontellt synfält på ungefär 73,7 grader. På 10 meters avstånd skapar detta en horisontell synfältsbredd på cirka 15,3 meter. En 2MP-kamera (1920 horisontella pixlar) skulle ge ungefär 125 PPM på det avståndet.

På 20 meter ger samma kamera och objektiv en synfältsbredd på cirka 30,6 meter, vilket skär ner pixeltätheten till ungefär 63 PPM -- exakt hälften. Detta omvända förhållande är den grundläggande begränsningen i projektering av kameraövervakningssystem.

DORI-standarder och nödvändig PPM

Standarden EN 62676-4 definierar fyra detaljnivåer för videoövervakning, var och en med ett minimikrav på pixeltäthet. Detta är trösklarna ditt system måste uppfylla för att uppnå respektive nivå av visuell prestanda:

Detta är minimivärden definierade av standarden. I praktiken innebär faktorer som komprimeringsartefakter, rörelseoskärpa och svagljusbrus att du bör sikta på minst 20–30 % över minimi-PPM för att säkerställa tillförlitlig prestanda under verkliga förhållanden.

Praktiska avståndstabeller

Följande tabeller visar det maximala användbara avståndet för varje kombination av upplösning och objektiv, beräknat för en 1/2,7"-sensor (5,37mm bredd) -- den vanligaste sensorstorleken i moderna IP-kameror. Avstånden är avrundade till närmaste meter.

Identifiering -- 250 PPM (maxavstånd)

Bevis av domstolskvalitet. Full ansiktsdetalj av okända personer.

Igenkänning -- 125 PPM (maxavstånd)

Matcha en känd individ. Tillräckligt för verifiering vid passerkontroll.

Observation -- 62,5 PPM (maxavstånd)

Karaktärisera klädesfärg, allmän kroppsbyggnad och rörelseriktning.

Detektering -- 25 PPM (maxavstånd)

Bekräfta att en person är närvarande. Användbart för skalskydds- och vidareområdesövervakning.

Brännviddens påverkan

Brännvidd är den enskilt största hävstången du har för att utöka effektiv räckvidd. En längre brännvidd smalnar av synfältet och koncentrerar samma antal pixlar på en mindre del av scenen. Resultatet är högre pixeltäthet vid målet.

Förhållandet är direkt proportionellt: att fördubbla brännvidden fördubblar det maximala effektiva avståndet för varje given DORI-nivå. Ett 12mm-objektiv når ungefär tre gånger så långt som ett 4mm-objektiv med samma sensor och upplösning.

Avvägningen är täckningsytan. Ett 2,8mm-objektiv täcker ett stort område men ger låg pixeltäthet på avstånd. Ett 12mm-objektiv ger utmärkt detaljrikedom på räckvidd men täcker en smal korridor. Du kan inte få båda samtidigt med en enda kamera.

När du väljer objektiv, utgå från nödvändig DORI-nivå och målavstånd, och arbeta sedan baklänges för att hitta den minsta kombination av brännvidd och upplösning som klarar PPM-tröskeln.

Upplösning kontra fler kameror

En vanlig projekteringsfråga är om man ska investera i färre högupplösta kameror eller fler kameror med standardupplösning placerade närmare målen. Båda angreppssätten har tydliga användningsfall.

I praktiken kombinerar de bästa systemen båda strategierna: högupplösta kameror i fasta översiktspositioner och kameror med standardupplösning placerade nära kritiska punkter som entréer, kassor och passerkontrollgrindar.