เครื่องมือเลือกเลนส์

การทำงานร่วมกันระหว่างระยะโฟกัส เซ็นเซอร์ และ DORI

ระยะโฟกัสคือระยะห่างเป็นมิลลิเมตรระหว่างจุดศูนย์กลางทางแสงของเลนส์กับเซ็นเซอร์รับภาพเมื่อเลนส์ถูกโฟกัสที่ระยะอนันต์ ระยะโฟกัสที่สั้นกว่าจะจับภาพมุมกว้างกว่า ระยะโฟกัสที่ยาวกว่าจะจับภาพมุมแคบกว่าแต่มีกำลังขยายมากกว่า เลนส์ตัวเดียวกันจะทำงานแตกต่างกันบนเซ็นเซอร์ขนาดต่างกัน — เลนส์ 4 มม. บนเซ็นเซอร์ 1/3 นิ้ว จะให้มุมมองภาพแนวนอน HFOV ) 65° ในขณะที่เลนส์ 4 มม. ตัวเดียวกันบนเซ็นเซอร์ 2/3 นิ้ว จะให้มุมมองภาพแนวนอน HFOV ) 95° การเลือกเลนส์โดยไม่เลือกเซ็นเซอร์จึงไม่มีความหมาย

สำหรับการติดตั้งใช้งาน เกณฑ์ทั้งสี่ EN 62676-4 DORI จะสอดคล้องกับคำแนะนำเกี่ยวกับระยะโฟกัสได้อย่างลงตัว เมื่อกำหนดระยะทางและเซ็นเซอร์แล้ว สำหรับกล้อง 1/2.8" 4 MP (ซึ่งเป็นรูปแบบมาตรฐานของกล้องวงจรปิดในปี 2026) หลักการโดยทั่วไปคือ: 2.8 มม. สำหรับการตรวจจับในพื้นที่ไม่เกิน 5 ม., 4 มม. สำหรับการสังเกตในพื้นที่ 5–10 ม., 6 มม. สำหรับการจดจำในพื้นที่ 10–15 ม., 8 มม. สำหรับการจดจำที่ 15–20 ม. หรือการระบุตัวตนที่ 8–10 ม., 12 มม. สำหรับการระบุตัวตนที่ 12–18 ม. และ 16–25 มม. สำหรับการระบุตัวตนที่เกิน 20 ม. เครื่องคำนวณด้านบนใช้เวอร์ชันที่ง่ายขึ้นของการแมปนี้กับระยะทางสายตาที่คุณป้อน โดยคำนึงถึงความสูงในการติดตั้งผ่านช่วงความเอียง

เลนส์แบบตายตัวจำกัดระยะโฟกัสไว้เพียงระยะเดียว ในขณะที่เลนส์แบบปรับระยะโฟกัสได้ (เช่น 2.8–12 มม.) ช่วยให้คุณปรับระยะโฟกัสได้ในสถานที่จริงหลังจากติดตั้งกล้องแล้ว โดยทั่วไปแล้วเลนส์แบบตายตัวจะมีราคาถูกกว่า 30–50% ให้ภาพคมชัดกว่าเล็กน้อยที่รูรับแสงกว้างสุด และมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่าซึ่งมีโอกาสเสียหายได้น้อยกว่า เลนส์แบบปรับระยะโฟกัสได้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเมื่อ (ก) ระยะการติดตั้งไม่แน่นอน (ข) ลูกค้าอาจจัดวางเฟอร์นิเจอร์หรือชั้นวางใหม่ หรือ (ค) คุณกำลังใช้งานสินค้า SKU เดียวกันในหลายๆ สถานที่และต้องการทำให้สินค้าคงคลังเป็นมาตรฐานเดียวกัน เลนส์แบบปรับระยะโฟกัสได้ด้วยมอเตอร์ — บางครั้งเรียกว่า "ออโต้โฟกัส" หรือ "ซูมระยะไกล" — เพิ่มความสามารถในการปรับจากระบบจัดการวิดีโอ (VMS) โดยไม่ต้องกลับไปที่สถานที่จริง ซึ่งคุ้มค่าในตัวเองหลังจากลดการไปที่สถานที่จริงลงได้หนึ่งครั้ง

เลนส์ฟิชอาย (1.0–1.8 มม. มักใช้เมาท์ M12) ให้มุมมองภาพครึ่งทรงกลม 180–360° โดยการบิดเบือนภาพอย่างจงใจ ความหนาแน่นของพิกเซลที่ขอบภาพจะต่ำกว่าที่ตรงกลางอย่างมาก ดังนั้นช่วง DORI ที่มีประสิทธิภาพของเลนส์ fish-eye จึงสั้นกว่าที่มุมมองภาพบ่งบอกไว้มาก ใช้เลนส์ fish-eye สำหรับการรับรู้สถานการณ์โดยรอบ เช่น การรู้ว่ามีใครอยู่ตรงไหนในห้อง และใช้คู่กับกล้องเทเลโฟโต้แยกต่างหากสำหรับงานระบุตัวตน เลนส์แบบเส้นตรงมาตรฐาน (2.8 มม. ขึ้นไปในเซ็นเซอร์ทั่วไป) จะรักษาเส้นตรงและความหนาแน่นของพิกเซลที่สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นสิ่งที่การคำนวณ DORI ทุกครั้งสมมติไว้

คุณภาพของเลนส์มีความสำคัญที่สุดภายใต้สภาวะการใช้งานหนัก กราฟ MTF (modulation transfer function) มาตรฐานที่แสดงในเอกสารข้อมูลเลนส์จะแสดงให้เห็นว่าเลนส์รักษาความคมชัดได้มากน้อยเพียงใดเมื่อความถี่เชิงพื้นที่เพิ่มขึ้น ค่า MTF ที่สูงขึ้นในความถี่สูงหมายถึงรายละเอียดที่คมชัดยิ่งขึ้น ชิ้นส่วนแก้วมีประสิทธิภาพเหนือกว่าชิ้นส่วนพลาสติกในด้าน MTF ความเสถียรทางความร้อน และความคมชัดในระยะยาว แต่มีราคาแพงกว่าถึงสามถึงห้าเท่า สำหรับเลนส์มุมกว้าง 2.8–4 มม. ที่ความหนาแน่นของพิกเซลต่ำอยู่แล้ว เลนส์พลาสติกราคาประหยัดก็เพียงพอ แต่สำหรับเลนส์ 12 มม. ขึ้นไป ที่ทุกเส้นของ MTF แปลเป็นหลักฐานได้หลายระยะ เลนส์แก้วคุณภาพสูงที่มีชิ้นส่วนกระจายแสงต่ำ (LD) จะคุ้มค่าอย่างรวดเร็ว

ค่า F-stop — เขียนเป็น f/1.6, f/2.0 เป็นต้น — คืออัตราส่วนของทางยาวโฟกัสต่อเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสง และเป็นตัวกำหนดปริมาณแสงที่เข้าสู่เซ็นเซอร์ ค่า F ที่ต่ำกว่าจะรับแสงได้มากกว่า f/1.4 สว่างกว่า f/2.0 สองเท่า และสว่างกว่า f/2.8 สี่เท่า สำหรับการติดตั้งในที่แสงน้อย (ลานจอดรถในเวลากลางคืน โกดังในร่มที่มีแสงสว่างน้อย) ทุกค่า F-stop มีความสำคัญ เลนส์ f/1.6 จะให้ภาพที่ใช้งานได้ ในขณะที่เลนส์ f/2.4 ให้ภาพที่สว่างน้อยกว่าค่า lux ขั้นต่ำของกล้อง ข้อแลกเปลี่ยนคือความชัดลึกและความคมชัดของขอบภาพ — รูรับแสงที่กว้างขึ้นจะโฟกัสในระยะที่แคบกว่าและแสดงความคลาดเคลื่อนของสีมากขึ้น สำหรับการระบุตำแหน่งในระยะไกลที่ 20 เมตรขึ้นไปในที่แสงดี ค่า f/2.0–f/2.4 คือค่าที่เหมาะสมที่สุด สำหรับการติดตั้งใน dome มีแสงน้อยที่ระยะ 5–10 เมตร ควรให้ความสำคัญกับ f/1.4–f/1.6

วิธีใช้งานตัวเลือกเลนส์นี้

1. ตั้งค่าความสูงในการติดตั้ง ใช้ความสูงที่ติดตั้งจริงของกล้องเหนือระนาบเป้าหมาย สำหรับกล้องภายในอาคารที่ติดตั้งบนเพดาน ระนาบเป้าหมายโดยทั่วไปคือพื้น สำหรับกล้องภายนอกอาคารที่ติดตั้งบนเสา ระนาบเป้าหมายมักจะอยู่สูงจากพื้น 1.5 เมตร (ระดับศีรษะ) ความสูงในการติดตั้งภายในอาคารที่พบได้ทั่วไปคือ 3 เมตร และความสูง 4-6 เมตร เป็นความสูงทั่วไปสำหรับการติดตั้งบนเสาภายนอกอาคาร
2. ตั้งระยะเป้าหมาย นี่คือระยะทางแนวนอนจากใต้กล้องไปยังเป้าหมายโดยตรง เครื่องคำนวณจะรวมความสูงในการติดตั้งและระยะทางแนวนอนเข้าด้วยกันเป็นช่วงความเอียง ซึ่งเป็นสิ่งที่เลนส์ต้องแก้ไขจริง ๆ
3. อ่านคำแนะนำเกี่ยวกับเลนส์ที่ใช้ แผงสีเขียวแสดงระยะโฟกัสที่ให้ความหนาแน่นพิกเซลที่สมดุลบนกล้อง 4 MP ขนาด 1/2.8 นิ้วทั่วไป ใช้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการร่างเอกสารประกวดราคาและการตอบรับการเสนอราคา
4. เปรียบเทียบกับแผนภูมิฉบับเต็ม ตารางเปรียบเทียบเลนส์แสดงระยะโฟกัสทั่วไปทั้งหมด พร้อมช่วงการครอบคลุมและ FOV ที่คาดหวัง ใช้ตารางนี้เพื่อประเมินทางเลือกต่างๆ — ตัวอย่างเช่น หากข้อเสนอของคุณต้องการการครอบคลุมระดับ Identify ที่ระยะทางเดียวกัน ให้เลือกเลนส์ที่มีระยะโฟกัสสูงกว่าเลนส์ที่แนะนำสองระดับ

ตัวอย่างการใช้งาน: ระบบตรวจสอบใบหน้าเพื่อยืนยันตัวตนที่ทางเข้าร้านค้าปลีก

ร้านค้าปลีกแห่งหนึ่งมีประตูทางเข้าอัตโนมัติกว้าง 1.8 เมตร และต้องการบันทึกภาพใบหน้าของลูกค้าทุกคนที่ระดับการตรวจจับตามมาตรฐาน EN 62676-4 (250 คนต่อนาที) เพื่อใช้ในการตรวจสอบป้องกันการโจรกรรม โดยเลือกใช้จุดติดตั้งบนฝ้าเพดานที่มีอยู่เดิม สูงจากพื้น 3 เมตร และวางกล้องในแนวนอนห่างจากประตู 4 เมตร เพื่อให้ลูกค้าเดินเข้าหากล้องขณะเข้าร้าน

ระยะเอียงจากกล้องไปยังระนาบใบหน้าที่ความสูง 1.6 เมตร — โดยสมมติว่าใบหน้าอยู่ต่ำกว่ากล้อง 1.4 เมตร — คือ √(4² + 1.4²) = 4.24 เมตร ป้อนค่าเหล่านี้ลงในตัวเลือกเลนส์ โดยกำหนดความสูงในการติดตั้งที่ 3 เมตร และระยะเป้าหมายที่ 4 เมตร เลนส์ที่แนะนำคือ 2.8 มม. แต่คำแนะนำนั้นปรับเทียบมาเพื่อการครอบคลุมทั่วไปที่สมดุล สำหรับการได้ความหนาแน่นของพิกเซลระดับ Identify บนใบหน้า เราจำเป็นต้องตรวจสอบด้วยการคำนวณ DORI อย่างชัดเจน

บนเซ็นเซอร์ 4 MP 1/2.8" (2560 พิกเซลแนวนอน ความกว้างเซ็นเซอร์ 5.4 มม.) เลนส์ 2.8 มม. จะให้มุมมองภาพแนวนอน HFOV ) ประมาณ 88° ความกว้างของภาพที่ 4.24 ม. ประมาณ 8.2 ม. และความหนาแน่นของพิกเซลประมาณ 312 PPM ซึ่งสูงกว่า 250 PPM ของ Identify Floor อย่างเห็นได้ชัด ความกว้างในการครอบคลุมแนวนอน 8.2 ม. นั้นกว้างกว่าทางเข้า 1.8 ม. มาก ดังนั้นกล้องตัวเดียวจึงครอบคลุมทางเข้าได้โดยมีพื้นที่เหลือเฟือสำหรับการจับภาพลูกค้าที่เข้ามาจากทั้งสองด้าน เลนส์ 4 มม. จะให้ 478 PPM และครอบคลุมพื้นที่ 5.7 ม. ซึ่งก็ใช้งานได้เช่นกัน โดยจะมีพื้นที่เหลือเฟือมากขึ้นเพื่อเก็บหลักฐาน แต่การจับภาพแนวนอนอาจจะแคบลงเล็กน้อย

ผู้ติดตั้งระบบเลือกใช้เลนส์ปรับโฟกัสอัตโนมัติแบบมอเตอร์ขนาด 2.8–12 มม. เป็น SKU สำหรับการประมูล เนื่องจาก (ก) เครือข่ายร้านค้ามี 80 สาขาที่มีความกว้างประตูและความสูงเพดานแตกต่างกัน และ (ข) การเปลี่ยนแปลงรูปแบบร้านค้าในอนาคตสามารถปรับโฟกัสใหม่ได้จากระยะไกลผ่านระบบ VMS โดยไม่ต้องส่งช่างเทคนิคไปติดตั้ง ต้นทุนโดยรวมสูงกว่า SKU ขนาด 2.8 มม. ที่กำหนดไว้ประมาณ 35% แต่การประหยัดค่าใช้จ่ายในการเดินทางไปติดตั้งนอกสถานที่นั้นคุ้มค่าเมื่อลดการเดินทางไปติดตั้งนอกสถานที่ได้ 1 ครั้งต่อกล้องหนึ่งตัวตลอดอายุการใช้งาน 5 ปี

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกเลนส์

• การเลือกเลนส์ให้เหมาะสมกับระยะการซูมสูงสุด แทนที่จะเลือกตามระยะการทำงานจริง เลนส์ 25 มม. ครอบคลุมระยะ 50 เมตรได้อย่างสวยงาม แต่ใช้ไม่ได้ผลที่ระยะ 5 เมตร เพราะวัตถุที่อยู่ใกล้กว่านั้นจะเบลอ และ FOV แคบเกินไปที่จะจับภาพวัตถุได้ ควรเลือกเลนส์ให้เหมาะสมกับระยะการใช้งานปกติ ไม่ใช่ระยะที่แย่ที่สุด หากระยะการใช้งานเปลี่ยนแปลง ควรใช้เลนส์ปรับโฟกัสได้
• สับสนระหว่างการซูมแบบออปติคอลกับการซูมแบบดิจิทัล การซูมแบบออปติคอล 12 เท่า จะเพิ่มความหนาแน่นของพิกเซลบนเป้าหมายได้อย่างแท้จริง ส่วนการซูมแบบดิจิทัล 12 เท่า จะทำการขยายขนาดพิกเซลจำนวนน้อยลงในซอฟต์แวร์เท่านั้น มันไม่สามารถสร้างรายละเอียดที่เลนส์ไม่สามารถจับภาพได้ ความต้องการในการระบุตัวตนจึงจำเป็นต้องใช้การซูมแบบออปติคอลเสมอ
• ไม่ต้องสนใจค่า f-stop ในการติดตั้งในสภาพแสงน้อย เลนส์ 4 มม. f/2.4 ที่ความสว่าง 5 ลักซ์ จะมีความสว่างประมาณครึ่งหนึ่งของเลนส์ 4 มม. f/1.6 ซึ่งมักหมายถึงความแตกต่างระหว่างภาพสีที่ใช้งานได้กับภาพขาวดำที่มีสัญญาณ IR สูงจากอินฟราเรดเท่านั้น ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะของความสว่างขั้นต่ำของเลนส์และกล้องที่ใช้ร่วมกันเสมอ ไม่ใช่ตรวจสอบเฉพาะตัวกล้องอย่างเดียว
• เมาท์เลนส์ไม่ตรงกับรูปแบบเซ็นเซอร์ เลนส์ที่ออกแบบมาสำหรับเซ็นเซอร์ขนาด 1/3 นิ้ว จะเกิดขอบมืดอย่างมากเมื่อใช้กับเซ็นเซอร์ขนาด 1/2 นิ้ว ควรเลือกเลนส์ที่มีขนาดวงภาพตรงกับขนาดเซ็นเซอร์หรือใหญ่กว่าเสมอ เมาท์ M12 นิยมใช้กับเซ็นเซอร์ขนาดไม่เกิน 1/2 นิ้ว ส่วนเมาท์ CS นิยมใช้กับเซ็นเซอร์ขนาด 1/2 นิ้วขึ้นไป
• การกำหนดคุณสมบัติของเลนส์มุมกว้างให้มีคุณภาพสูงเกินความจำเป็น เลนส์มุมกว้าง 2.8 มม. ก็ทำให้พิกเซลกระจายตัวบางอยู่แล้ว เลนส์คุณภาพสูงจึงแทบไม่ช่วยเพิ่มความละเอียดที่ใช้งานได้ในระยะไกล ควรเก็บงบประมาณไว้สำหรับเลนส์ระยะไกลกว่าที่ค่า MTF จะแปลงเป็นระยะการมองเห็นที่ชัดเจนได้ดีกว่า
• ลืมเรื่องการบิดเบี้ยวของภาพที่เกิดจากเลนส์ยาวไปได้เลย เลนส์ 25 มม. ที่เล็งลงต่ำมากจะบีบอัดความชัดลึกอย่างมาก บุคคลที่อยู่ใกล้ขอบภาพจะดูบิดเบี้ยว ส่วนบุคคลที่อยู่ใกล้ขอบภาพจะดูมีรูปร่างปกติแต่ตัวเล็กมาก เลนส์ยาวต้องการมุมเอียงตื้น ส่วนเลนส์เอียงลึกต้องการทางยาวโฟกัสสั้นกว่า

เอกสารอ้างอิงมาตรฐานและการปฏิบัติตามข้อกำหนด

• EN 62676-4:2015 — แนวทางการใช้งานสำหรับการเฝ้าระวังด้วยวิดีโอ คำแนะนำเกี่ยวกับเลนส์ข้างต้นได้รับการปรับเทียบให้ตรงกับเกณฑ์มาตรฐาน 25 / 63 / 125 / 250 PPM เครื่องคิดเลข EN 62676-4 →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — การอัปเดตปี 2025 ที่แนะนำความหนาแน่นของพิกเซลในโหมดทางเดินและระดับย่อยการวิเคราะห์ AI ซึ่งมีความสำคัญเมื่อเลือกเลนส์สำหรับการใช้งานในทางเดินและระบบการมองเห็นด้วยเครื่องจักร
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — ตัวชี้วัดจำนวนรอบการตรวจจับเป้าหมายสำหรับเซ็นเซอร์ความร้อน เป็นตัวกำหนดการเลือกเลนส์สำหรับการถ่ายภาพความร้อนระยะไกลในกรณีที่ DORI ไม่สามารถใช้งานได้ เครื่องคำนวณเกณฑ์จอห์นสัน →
• NDAA Section 889 — ข้อจำกัดการจัดซื้อจัดจ้างของสหรัฐฯ สำหรับผู้ผลิตที่ระบุไว้ มีผลบังคับใช้กับชุดกล้องและเลนส์ที่จำหน่ายเป็นหน่วยเดียวกัน เอกสารอ้างอิงการปฏิบัติตาม NDAA →
• ISO 12233 — ระเบียบวิธีวัดความละเอียดและการตอบสนองความถี่เชิงพื้นที่ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการวัดค่า MTF ที่ระบุไว้ในเอกสารข้อมูลจำเพาะของเลนส์

อ่านต่อ