What megapixel camera do I need for long-distance surveillance?

For 20m: 2MP is sufficient. For 30-50m: use 4-5MP. For 50-80m: use 8MP (4K). For 80m+: use 12MP+ or PTZ cameras with optical zoom. Higher megapixel provides more detail at distance but requires more storage and bandwidth.

Does 4K CCTV make a real difference?

Yes, especially for identification at distance. 4K (8MP) provides 4× the pixels of 1080p, meaning you can identify people at roughly twice the distance. It also allows digital zoom into footage without losing detail. The trade-off is 2-3× more storage.

Мегапіксель проти відстані: посібник з планування роздільної здатності

Розуміння роздільної здатності камери

Роздільна здатність камери визначається загальною кількістю пікселів на сенсоре зображення. Кожен піксель захоплює крихітну частину сцени. Чим більше пікселів, тим більше деталей ви потенційно можете захопити, але лише якщо ці пікселі розподілені по розумному полю зору.

Ось типові роздільні здатності камер відеоспостереження з фактичною кількістю пікселів датчика:

Роздільна здатність	Розміри пікселів	Загальна кількість пікселів
2MP (1080p)	1920 x 1080	2,073,600
4MP (1440p)	2560 x 1440	3,686,400
5MP	2592 x 1944	5,038,848
8MP (4K)	3840 x 2160	8,294,400
12MP	4000 x 3000	12,000,000

Вища роздільна здатність означає більше пікселів, розподілених по полю зору. Камера 4K має в чотири рази більше пікселів, ніж камера 1080p, але це не означає автоматично, що корисна відстань у чотири рази більша. Співвідношення між роздільною здатністю та ефективною дальністю залежить від фокусної відстані об'єктива та результуючого поля зору.

Як відстань впливає на щільність пікселів

Щільність пікселів – це кількість пікселів, що покривають кожен метр сцени на заданій відстані. Це найважливіший показник для визначення того, чи може ваша камера насправді зафіксувати корисні деталі цілі.

Залежність є оберненою та лінійною: зі збільшенням відстані вдвічі подвоюється ширина горизонтального поля зору, тому та сама кількість пікселів розподіляється на подвійну ширину. Щільність пікселів зменшується вдвічі.

PPM = Horizontal Resolution / Horizontal FOV Width (m)

Where Horizontal FOV Width = 2 x Distance x tan(HFOV / 2)

And HFOV depends on focal length and sensor size:

HFOV = 2 x arctan(sensor width / (2 x focal length))

Для типового сенсора 1/2,7 дюйма (ширина сенсора 5,37 мм) об'єктив 4 мм створює горизонтальне поле зору приблизно 73,7 градуса. На відстані 10 метрів це створює горизонтальне FOV шириною близько 15,3 метра. 2-мегапіксельна камера (1920 горизонтальних пікселів) забезпечить приблизно 125 сторінок за хвилину на цій відстані.

На відстані 20 метрів та сама камера та об'єктив створюють FOV шириною близько 30,6 метра, що зменшує щільність пікселів приблизно до 63 ppm – рівно вдвічі. Ця обернена залежність є фундаментальним обмеженням у проектуванні систем відеоспостереження.

Стандарти DORI та необхідні показники PPM

Стандарт EN 62676-4 визначає чотири рівні деталізації для відеоспостереження, кожен з яких має мінімальну вимогу до щільності пікселів. Це порогові значення, яким ваша система повинна відповідати для досягнення кожного рівня візуальної продуктивності:

Рівень DORI	Мін. ppm	Що це означає
Виявлення	25 px/m	Визначити, чи присутня людина (так/ні)
Спостерігати	62.5 px/m	Охарактеризуйте одяг, ходу та загальний вигляд
Розпізнати	125 px/m	Зіставте особу з відомим посиланням (наприклад, зі списком співробітників)
Ідентифікувати	250 px/m	Впізнати невідому особу; зображення можна використовувати як доказ у суді

Це мінімальні значення, визначені стандартом. На практиці, такі фактори, як артефакти стиснення, розмиття руху та шум при слабкому освітленні, означають, що вам слід прагнути до значення PPM щонайменше на 20-30% вище мінімального значення, щоб забезпечити надійну роботу в реальних умовах.

Практичні таблиці відстаней

У наступних таблицях показано максимальну корисну відстань для кожної комбінації роздільної здатності та об'єктива, розраховану для сенсора 1/2,7 дюйма (ширина 5,37 мм) – найпоширенішого розміру сенсора в сучасних IP-камерах. Відстані округлені до найближчого метра.

Ідентифікація -- 250 ppm (максимальна відстань)

Докази судової якості. Повні деталі облич невідомих осіб.

Роздільна здатність	2.8mm	4mm	6mm	8mm	12mm
2MP (1080p)	3m	4.5m	7m	9m	14m
4MP (1440p)	4m	6m	9m	12m	18m
5MP	4m	6m	9m	13m	19m
8MP (4K)	6m	8.5m	13m	17m	26m
12MP	7m	10m	15m	21m	31m

Розпізнавання -- 125 ppm (максимальна відстань)

Збігається з відомою особою. Достатньо для перевірки контролю доступу.

Роздільна здатність	2.8mm	4mm	6mm	8mm	12mm
2MP (1080p)	6m	9m	14m	18m	28m
4MP (1440p)	8m	12m	18m	24m	36m
5MP	9m	12m	19m	25m	38m
8MP (4K)	12m	17m	26m	34m	52m
12MP	14m	21m	31m	42m	62m

Спостереження -- 62,5 ppm (максимальна відстань)

Охарактеризуйте колір одягу, загальну статуру та напрямок руху.

Роздільна здатність	2.8mm	4mm	6mm	8mm	12mm
2MP (1080p)	12m	18m	28m	36m	55m
4MP (1440p)	16m	24m	36m	48m	73m
5MP	17m	25m	38m	50m	76m
8MP (4K)	24m	34m	52m	69m	103m
12MP	29m	42m	62m	83m	125m

Виявлення -- 25 ppm (максимальна відстань)

Підтвердьте присутність людини. Корисно для моніторингу периметра та всієї території.

Роздільна здатність	2.8mm	4mm	6mm	8mm	12mm
2MP (1080p)	30m	44m	69m	91m	138m
4MP (1440p)	40m	59m	91m	121m	183m
5MP	42m	62m	95m	126m	190m
8MP (4K)	59m	86m	131m	172m	259m
12MP	73m	104m	156m	208m	312m

Вплив фокусної відстані об'єктива

Фокусна відстань – це єдиний важіль для розширення ефективної дальності. Більша фокусна відстань звужує поле зору, концентруючи ту саму кількість пікселів на меншому фрагменті сцени. Результатом є вища щільність пікселів у цілі.

Цей зв'язок прямо пропорційний: подвоєння фокусної відстані подвоює максимальну ефективну відстань для будь-якого заданого рівня DORI . Об'єктив 12 мм досягає приблизно втричі більшої відстані, ніж об'єктив 4 мм з тим самим сенсором та роздільною здатністю.

Horizontal FOV angles for 1/2.7" sensor (5.37mm width):

2.8mm lens: ~87.4 degrees (wide angle, short range)

4mm lens: ~73.7 degrees (standard wide)

6mm lens: ~48.2 degrees (medium)

8mm lens: ~37.0 degrees (narrow medium)

12mm lens: ~25.2 degrees (narrow, long range)

Компромісом є зона покриття. Об'єктив 2,8 мм охоплює широку область, але забезпечує низьку щільність пікселів на відстані. Об'єктив 12 мм забезпечує чудову деталізацію на відстані, але охоплює вузький коридор. Ви не можете мати і те, і інше одночасно з однією камерою.

Приклад: Смуга в'їзду на парковку

Відстань до цілі: 15 метрів. Потреба: Ідентифікація (250 сторінок за хвилину). 2-мегапіксельна камера з об'єктивом 2,8 мм забезпечує лише близько 50 сторінок за хвилину на відстані 15 м – занадто мало. Перехід на об'єктив 12 мм на тій самій камері збільшує швидкість приблизно до 187 сторінок за хвилину – все ще недостатньо. Збільшення роздільної здатності до 4 МП з об'єктивом 12 мм досягає приблизно 250 сторінок за хвилину – ледь досягаючи порогу. Щодо запасу, 8-мегапіксельна камера з об'єктивом 8 мм забезпечує близько 283 сторінок за хвилину – надійну ідентифікацію.

Вибираючи об'єктив, почніть з необхідного рівня DORI та цільової відстані, а потім рухайтеся у зворотному напрямку, щоб знайти мінімальну комбінацію фокусної відстані та роздільної здатності, яка відповідає порогу PPM.

Роздільна здатність проти більшої кількості камер

Поширене питання при проектуванні полягає в тому, чи варто інвестувати в меншу кількість камер високої роздільної здатності чи в більше камер стандартної роздільної здатності, розміщених ближче до цілей. Обидва підходи мають чіткі варіанти використання.

Коли варто вибрати вищу роздільну здатність

Використовуйте камеру з вищою роздільною здатністю, коли вам потрібна деталізація на відстані, але встановлення камери ближче фізично неможливе або недоцільне. Типові сценарії включають моніторинг широкого відкритого простору з даху будівлі, охоплення довгого коридору з одного кінця або спостереження за огорожею периметра з висоти. У цих випадках збільшення роздільної здатності з 2 МП до 8 МП подвоює ефективну відстань ідентифікації.

Коли додавати більше камер

Додавайте камери, коли вам потрібне ширше покриття. Одна 12-мегапіксельна камера з вузьким об'єктивом охоплює обмежений коридор. Дві 4-мегапіксельні камери зі стандартними об'єктивами, розміщені в проміжних положеннях, можуть охоплювати ту саму площу з кращою щільністю пікселів у кожній точці. Це часто є більш економічно вигідним рішенням, оскільки стандартні 4-мегапіксельні камери значно дешевші за 12-мегапіксельні моделі, а вартість інфраструктури (кабелі, порти PoE ) є невеликою.

Правило 2x

Якщо відстань до цілі перевищує вдвічі більшу відстань ідентифікації вашої поточної комбінації камери та об'єктива, додавання ще однієї камери ближче майже завжди ефективніше, ніж підвищення роздільної здатності. Наприклад, якщо ваша 4-мегапіксельна камера з 4-мм об'єктивом може ідентифікувати на відстані 6 метрів, а ціль знаходиться на відстані 15 метрів, додавання другої камери в середній точці (кожна з яких охоплює 7,5 метрів) є надійнішим і часто дешевшим, ніж оновлення до 12-мегапіксельної.

На практиці найкращі системи поєднують обидві стратегії: камери з вищою роздільною здатністю у фіксованих точках огляду та камери зі стандартною роздільною здатністю, розміщені поблизу критичних точок, таких як входи, касові апарати та ворота контролю доступу.

Мегапіксель проти відстані

Зміст