FOV Hesaplayıcı

HFOV , VFOV ve I FOV — her güvenlik kamerasının ardındaki matematik

Bir kameranın görüş alanı, tam olarak iki fiziksel nicelikle belirlenir: görüntü sensörünün aktif boyutları ve lensin odak uzaklığı. Megapiksel, kodek, marka, montaj tipi gibi diğer her şey açısal kapsama alanı için önemsizdir. Yatay görüş alanı ( HFOV ), HFOV = 2 × arctan(W / 2f) formülüyle hesaplanır; burada W, sensörün milimetre cinsinden aktif genişliği ve f, lensin milimetre cinsinden odak uzaklığıdır. Dikey görüş alanı ( VFOV ) ise W yerine sensör yüksekliği H kullanılarak aynı formülle hesaplanır. Diyagonal FOV sensörün diyagonalini kullanır. Çoğu CCTV teknik özellik sayfası yalnızca HFOV belirtir; yukarıdaki hesaplayıcı, seçtiğiniz odak uzaklığı ve sensör ön ayarından bu değeri türetir.

En boy oranı önemlidir çünkü sensör genişliği ve sensör yüksekliği birbirinden bağımsız değildir. Sony IMX415 gibi modern bir 16:9 CMOS sensörün aktif alanı 5,6 × 3,1 mm'dir (1/2,8" optik format). 4 mm'lik bir lensle bu, yaklaşık 70°'lik bir yüksek görüş alanı HFOV ancak yaklaşık 42°'lik bir dikey görüş alanı ( VFOV ) sağlar. Eşdeğer diyagonal uzunluğa sahip 4:3 bir sensör ise yaklaşık 64°'lik HFOV ve yaklaşık 50°'lik VFOV sağlayacaktır. Hangi eksenin geniş açı olduğunu belirtmeden "geniş açı" belirtmek belirsizdir: aynı lens 16:9 ve 4:3 sensörlerde dramatik şekilde farklı görünür.

CCTV'deki sensör boyutları, vidikon tüpü terminolojisinden miras alınmıştır ve neredeyse hiçbir zaman tam kesirle eşleşmez. "1/3 inç" sensör yaklaşık 4,8 mm genişliğindedir, "1/2,7 inç" 5,0 mm, "1/2,8 inç" 5,4 mm, "1/2 inç" 6,4 mm, "2/3 inç" 8,8 mm ve "1 inç" 12,8 mm'dir. Herhangi bir FOV formülünde tam inç kesirini kullanmak, açısal kapsama alanını %30-60 oranında fazla tahmin edecektir. Her zaman aktif mm genişliğini sensör veri sayfasından kontrol edin veya yukarıdaki hesap makinesindeki bilinen ön ayarları kullanın.

Anlık görüş alanı FOV veya tek bir pikselin açısal boyutu, bir yüzü çözebilmenizi veya bir plakayı okuyabilmenizi belirleyen şeydir. Miliradan cinsinden FOV , yaklaşık olarak 1000 × piksel aralığı / odak uzaklığıdır. 1/2,8" 4 MP sensörün piksel aralığı yaklaşık 2,0 µm'dir; 4 mm'lik bir lensle bu, 0,5 mrad/piksel veya 4 m mesafede yaklaşık 2 mm başına bir pikseldir. Hedefteki gerekli piksel sayısıyla (genellikle bir yüzün tanımlanması için 200 piksel) çarptığınızda, tam DORI matematiğini kullanmadan maksimum tanımlama aralığını elde edersiniz.

Koridor modu, sensörü 90° döndürerek uzun eksenin dikey olarak çalışmasını sağlar; bu özellik koridorlar, yürüyen merdivenler ve dar geçitler için kullanışlıdır. HFOV ve VFOV , yazılımda yer değiştirir ve kamera dikey yönlü bir video akışı üretir. VMS'nin bunu doğru şekilde görüntüleyebilmesi için 9:16 düzenini desteklemesi gerekir. Çoklu sensörlü ve panoramik kameralar, sürekli geniş bir alan oluşturmak için iki ila sekiz sensör-mercek çiftinden üst üste binen kareleri birleştirir; tipik etkili HFOV 180° veya 360°'dir, ancak birleştirme noktalarındaki çözünürlük belirgin şekilde düşer ve mesafedeki metre başına piksel yoğunluğu, aynı MP sayısına sahip tek bir sensörden daha iyi değildir.

Mükemmel yatay olarak yönlendirilmemiş herhangi bir kamera için eğim düzeltmesi önemlidir. 4 m yükseklikteki bir kamera, yerdeki 10 m uzaktaki bir hedefe aşağıdan bakıyorsa, eğik menzil √(4² + 10²) = 10,77 m'dir, 10 m değil. Dikey FOV hem yakın hem de uzak zemini aynı anda yakalar, bu nedenle piksel yoğunluğu izdüşüm alanı boyunca önemli ölçüde değişir. Planlama hatalarının çoğu, mühendislerin bunu göz ardı etmesinden ve düzgün bir dikdörtgen zemin izi ve tekdüze PPM varsaymasından kaynaklanmaktadır.

Bu FOV hesaplayıcısı nasıl kullanılır?

1. Sensör formatını seçin. Dört ön ayar, günümüzde piyasaya sürülen neredeyse tüm sabit lensli kameraları kapsar: giriş seviyesi bullet kameralar için 1/3", orta seviye turret kameralar ve çoğu 4 MP kamera için 1/2", üst düzey box ve PTZ modelleri için 2/3" ve düşük ışık koşullarında uzmanlaşmış sensörler için 1". mm genişliği otomatik olarak doldurulur.
2. Odak uzaklığını ayarlayın. 1 ile 50 mm arasında herhangi bir değer için kaydırıcıyı sürükleyin veya popüler bir ön ayarı (2.8, 3.6, 4, 6, 8, 12, 16, 25, 35, 50) tıklayın. Değişken odaklı bir lens için, hesap makinesini yakınlaştırma aralığının her iki ucunda da değerlendirin.
3. Hedef mesafeyi ayarlayın. Bu, kameradan ilgi duyulan düzleme (kapı, raf sırası, park yeri kenarı) olan yatay mesafedir. Cihazınızın tercihine göre metre veya fit cinsinden ölçüm yapabilirsiniz. Bu mesafedeki kapsama genişliği aşağıda canlı olarak hesaplanmaktadır.
4. İki çıktı kartını okuyun. Birincisi, yatay açısal FOV derece cinsinden gösterir; bu, üreticinin pazarlama verileriyle karşılaştırma yaparken faydalıdır. İkincisi, seçtiğiniz mesafede kapsanan doğrusal sahne genişliğini gösterir; bu, izlemeniz gereken fiziksel alanla karşılaştırma yaparken faydalıdır.

Örnek uygulama: otopark ANPR sistemi

Bir perakende parkı yöneticisi, tek şeritli araç girişinde otomatik plaka tanıma (ANPR) sistemi istiyor. Şerit 3,5 metre genişliğinde ve kamera, trafik çizgisinden 12 metre uzaklıkta konumlandırılmış bir direğe 4 metre yükseklikte monte edilecek. Aracın, tespit edilebilmesi için yeterince yavaş hareket etmesi gerekiyor; yaklaşık 10 km/saat veya daha az bir hızda hareket etmesi gerekiyor ki bu da yaklaşık 1/250 saniyelik bir deklanşör süresi sağlıyor.

1/2.8" sensörlü 4 MP'lik (yatayda 2560 piksel) bir kamera ile başlayın. Avrupa plakasını (520 mm genişliğinde) güvenilir bir şekilde okumak için, plaka düzleminde en az 250 PPM'ye (piksel başına piksel) ihtiyacınız vardır; bu da plakanın kendisi boyunca yaklaşık 130 piksele eşdeğerdir. Hesap makinesine 4 mm'lik bir lens girin: HFOV ≈ 68°, 12 m'deki sahne genişliği ≈ 16,2 m. Bu, 2560 pikseli 16,2 m'ye yayar ve yalnızca 158 PPM verir; bu da gereken 250 PPM'nin çok altındadır.

8 mm'lik bir lense geçin. HFOV 37,4°'ye düşer, 12 m'deki sahne genişliği 8,1 m olur ve piksel yoğunluğu 316 PPM'ye yükselir; bu da 250 PPM'lik tanımlama eşiğinin oldukça üzerindedir. 8,1 m'lik yatay kapsama alanı, 3,5 m'lik şeridi ve kenar boşluğunu kolayca içerir. 4 m'lik montaj yüksekliğinden 12 m'lik okuma çizgisine olan eğimli mesafe √(4² + 12²) = 12,65 m'dir, bu nedenle eğimli hedef düzlemindeki etkili PPM 300'e daha yakındır ve yine de eşik değerinin oldukça üzerindedir.

12 mm'lik bir lens 474 PPM (dakikada kare) verir; bu tek şeritli bir yol için gereğinden fazla ve bir araç hafifçe yana doğru durduğunda plakaları yakalamak için çok dardır. 8 mm'lik lens doğru seçimdir. Aynı hesaplama, "herhangi bir 4 MP kamera"nın neden yeterli olmadığını da ortaya koyuyor: 12 metrede 4 mm'lik bir lens, kameranın nasıl pazarlandığına bakılmaksızın, plakaya yeterli piksel yerleştiremez.

Sık yapılan FOV hataları

• Sensör genişliği olarak inç cinsinden kesirli değerleri kullanmak. 1/2.8" sensör 1/2.8 inç (9 mm) genişliğinde değil, 5.4 mm genişliğindedir. Yanlış genişlik kullanmak, her FOV değerini %30-60 oranında çok geniş ve her mesafe tahminini çok iyimser hale getirir.
• Kurulumda VFOV gerektiği halde HFOV bahsediliyor. Koridorlar ve geçitler yatay değil, dikey görüş alanını önemser. Ya koridor moduna geçin ya da VFOV açıkça hesaplayın. Varsayılan teknik özellik sayfasındaki yüksek alan görüş alanı HFOV değeri, dikey eksen uygulamaları için önemsizdir.
• Eğim ve açısal aralığı göz ardı ederek. 4 metre yükseklikte bulunan ve 10 metre uzaktaki bir hedefi nişan alan bir kameranın eğik görüş menzili 10,77 metredir ve zemin alanı dikdörtgen değil, yamuk şeklindedir. Basit yatay FOV hesaplaması yalnızca optik eksende kesindir.
• 16:9 ve 4:3 oranlarını karıştırırken en boy oranını unutmak. 16:9 1/2.8" sensörde 4 mm'lik bir lens 70° HFOV sağlarken, dikey görüş alanı VFOV ) yalnızca 42°'dir. Aynı lens, eşdeğer diyagonal uzunluğa sahip 4:3 sensörde 64° HFOV ve 50° VFOV sağlar. Farklı formatlarda kullanılan donanımlar, "lens aynı olsa bile" tutarsız bir kapsama alanı üretir.
• Panoramik FOV toplanabilir olarak ele almak. 4 sensörlü 360° kamera, mesafede 4 kat daha fazla piksel sağlamaz; belirli bir mesafede tek bir sensörün piksel yoğunluğunun 1 katını sağlar, sadece daha geniş bir açıda birleştirilir. Panoramik kamerayı durumsal farkındalık için kullanın, uzun mesafeli tanımlama için değil.

Standartlar ve uyumluluk referansları

• EN 62676-4:2015 — Video gözetim sistemleri için uygulama kılavuzu. FOV operasyonel performans kategorilerine dönüştüren DORI piksel yoğunluğu çerçevesini tanımlar. EN 62676-4 hesap makinesi →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — Koridor modu piksel yoğunluğunu (PPM_v) ve AI analitiğine duyarlı alt katmanları tanıtan 2025 uluslararası güncellemesi.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Termal sensörler için hedef üzerinde döngü sayısı ölçümü; tespit etme / tanıma / tanımlama için 1,5 / 6 / 12 döngü değerlerini kullanır. Piksel sayımları yerine açısal ölçümler kullanır. Johnson Kriterleri hesaplayıcısı →
• NDAA Section 889 — ABD'de, listelenen üreticilerden temin edilen video ekipmanlarına ilişkin satın alma kısıtlaması; görüş alanı FOV hesaplamalarıyla ilgisi olmamakla birlikte, genellikle ihale ön koşuludur. NDAA uyumluluk referansı →
• IEC 61146-1 — Video kameralar için ölçüm yöntemleri: laboratuvar düzeyinde çözünürlük, hassasiyet ve açısal kapsama alanının ölçülmesine yönelik resmi prosedürleri tanımlar.

Okumaya devam edin