Разрешения видеокамер пиксели

Разрешения видеокамер пиксели

Есть ли приемущества у видеокамер с большими Мегапикселями?

Мегапиксельная гонка — всегда ли лидер оказывается победителем?

К нам от покупателей стало поступать большое количество вопросов: «Почему камеры видеонаблюдения не имеют 8 или 12 мегапикселей как современные телефоны?». Честно скажу, отличный вопрос!

Ответ на данный вопрос вы найдете в нижеизложенном материале.

Каждый из нас в последнее время столкнулся с понятием мегапиксельного разрешения камеры. Данный термин стал настолько широко использоваться в мире, что количество мегапикселей стало чуть ли не единственным критерием выбора камеры. Особенно явно это наблюдается на рынке интегрированных камер в мобильные устройства. Покупатели смартфонов и планшетов в подавляющем большинстве случаев ориентируются на количество мегапикселей по принципу: «чем больше – тем лучше». Так ли это на самом деле?

Если опустить все технические, специальные термины и выражаться простыми словами про проектирование и монтаж видеонаблюдения – то на качество изображения влияют два параметра: размер пикселя (условно – ячейки захвата света) и размер матрицы (ограниченного пространства, в котором размещаются пиксели). Размер матрицы ограничивает количество пикселей, и изменение их количества в матрице одного размера может происходить только за счет изменения размера пикселя. Размер матрицы напрямую влияет на общее количество света, которое может попадать на пиксели. От размера пикселя, в свою очередь, зависит, какое количество света он уловит.

Для наглядности механизма действия камеры видеонаблюдения давайте процесс видеонаблюдения представим стрельбой из лука, где луком будет источник света, стрелой — луч света, а мишенью — пиксель, в который этот луч должен попасть. На мишени есть очки попадания, обычно от 1 до 10,в нашем случае это будет качеством захвата изображения. Стрела (луч света) для получения максимального результата (максимального качества) должна попадать в «10», а при неточном попадании результат снижается – возникают искажения изображения (шумы).

Точностью стрельбы лучника выражается качество освещения, освещение может иметь недостаточную интенсивность или наоборот повышенную интенсивность, т.е. условно стрелять выше или ниже от центра мишени.

Теперь представим, что вместо одной мишени хотят разместить две мишени, чтобы лучник стрелял по двум сразу и увеличивал количество очков (изображение давало большую детализацию), но место размещения мишени ограничено и для размещения двух мишеней, их необходимо уменьшить вдвое – соответственно, лучнику попадать в центр будет в два раза сложнее. Такая картинка соответствует фиксированным изображениям.

Если мы переложим образ на видеонаблюдение, то наш лучник, т.е. луч света, скачет галопом (интенсивность отраженного света постоянно меняется) и попасть в мишень меньшего размера становится не просто труднее, а на порядок сложнее. Именно потому, что камера видеонаблюдения должна работать в условиях постоянно меняющейся освещенности, параметры матрицы выходят на первый план и количество мегапикселей становится не решающим фактором в качестве конечного изображения. Также выходит на передний план размер пикселя и его физические свойства. Как было сказано выше, количество пикселей влияет на детализацию изображения.

Давайте разберемся, в каких случаях детализация будет действительно важна для достижения конечного результата – получения качественного изображения. Современные средства вывода изображения – мониторы и телевизоры имеют параметры FullHD, что соответствует 2,1 мегапикселя. Таким образом, максимальное количество пикселей, которые можно вывести на экран современного телевизора или монитора тоже соответствует 2,1 мегапикселя.

Стоит отметить, что данное разрешение является максимальным для вывода изображения, а также что визуально разницу между мегапиксельными изображениями на современном мониторе заметить сложно – большинство людей (да будем честными, вообще никто!) ее просто не ощутят. Например, при просмотре фильмов в качестве HDили FullHDотличия между ними мало кто различит.

Из данного факта можно сделать вывод, что в большинстве случаев камеры видеонаблюдения с матрицей более чем в 2,1 мегапикселя не будут задействовать свои возможности и остальные пиксели на прктике будут излишни.

Вместе с этим мы видим, что камеры видеонаблюдения с большим количеством мегапикселей производятся, и в настоящее время имеются серийные модели с 16, 20 и даже 29 мегапикселями. Основное предназначение камер видеонаблюдения с высоким разрешением состоит в получении масштабированного изображения, т.е. получения возможности увеличения при необходимости участка изображения без потерь качества детализации (так называемое зуммирование). В большинстве случаев данная особенность касается уличных камер видеонаблюдения, которые осматривают большие зоны наблюдения, а также внутренних камер с необходимостью получения высоко детализированных участков видеоряда, например, в казино.

Получение масштабированного изображения имеет свои особенности, например, в условиях недостаточной освещенности (ночью) большое количество пикселей не поможет вообще ничем – размер зоны наблюдения будет ограничен возможностями инфракрасной подсветки, а уменьшение размеров пикселя не самым лучшим образом скажется на качестве изображения в освещенной зоне наблюдения. Несмотря на негативную сторону факторов, исходящих из уменьшения размера пикселя для увеличения их общего количества, мы наблюдаем устойчивый тренд увеличения мегапиксельного числа в камерах видеонаблюдения с одновременным улучшением качества получаемого изображения. Данный процесс в основном осуществляется за счет наращивания мощностей программ обработки цифрового изображения.

Современные ip-камеры видеонаблюдения оснащены целым комплексом программного обеспечения, которое обрабатывает изображение и, по сути, «додумывает» его участки, если таковые не зафиксировались или исказились матрицей. Постоянные разработки в области обработки изображения существенно увеличивают стоимость инновационных камер видеонаблюдения, которые способны дать высоко детализированное изображение с достаточным качеством. Нередко и заявленные параметры качества изображения не соответствуют фактическим свойствам мегапиксельной камеры видеонаблюдения. Подбор мегапиксельной камеры видеонаблюдения зачастую становится увлекательным квестом, который при самостоятельном прохождении затягивается на недели, а иногда и месяца.

Есть другой простой путь выбора оптимальной камеры видеонаблюдения – обратиться к нам, наши инженеры имеют большой опыт установки системвидеонаблюдения. Мы поможем вам быстро и качественно подобрать камеры видеонаблюдения, а также инсталлировать их и создать надежную сеть видеонаблюдения, которая будет надежно работать и соответствовать всем заявленным требованиям. И что самое важное — с уменьшением финансовых затрат на стоимость камер видеонаблюдения, на разные прибомбасы типа этих самых «лишних» мегапикселей!

vizart.pro

Идентификация и распознавание

Необходимое разрешение

Традиционно в аналоговых системах видеонаблюдения требования к разрешению формулировали исходя из того, какую долю кадра по вертикали должен занимать наблюдаемый объект. Для разных целей требуется разная величина объекта в кадре.

Например, для обнаружения человека в кадре может быть достаточно, чтобы его рост составлял 10% вертикального размера. В то же время для распознавания известного человека может потребоваться, чтобы его рост составлял 50% вертикали кадра, а для тщательной идентификации — до 120% и более.

Рис. 1. Один и тот же человек, снятый так, что его рост занимает 20%, 40% и 140% от высоты изображения.

Современные сетевые видеокамеры охватывают широкий диапазон разрешений. Процентные соотношения больше не используются; и теперь требования к разрешающей способности указываются в пикселях.Подробное рассмотрение требований к разрешению для идентификации, распознавания и обнаружения приведено в пособии Идеальный подсчет пикселей.

Для других объектов применяются другие критерии. Например, для читаемости номерных знаков высота букв должна составлять примерно 15 пикселей (что соответствует примерно 200 пикселям/м).

Если видеозаписи с камер предполагается использовать в качестве судебных доказательств, при выборе разрешения необходимо также учитывать законодательные и нормативные требования.

Разрешение полученного изображения определяется разрешением камеры и размером зоны наблюдения. Например, если ваша камера имеет разрешение 4CIF (704 x 576 пикселей), то при линейном разрешении 500 пикселей/м и выше ширина возможной зоны наблюдения будет составлять не более 1,4 м. Необходимо выбрать камеру и объектив так, чтобы можно было получить нужное поле обзора при желаемом расстоянии от камеры до зоны наблюдения.

При выборе камеры и фокусного расстояния также могут быть полезны калькулятор объективов Axis и селектор продукции AXIS. Для квалифицированных пользователей такие имеется электронная таблица для расчета плотности пикселей и дальности.

Рис. 2. Сравнение изображений при разных разрешениях.
1: 4 CIF (704×576)
2: SVGA (800×600)
3: HDTV 720p (1280×720)
4: HDTV 1080p (1920×1080)
5: 3 Мп (2048×1536)
6: 5 Мп (2592×1944)
7: 4K (3840×2160)

Чем больше глубина резкости, тем больше область, в пределах которой люди или объекты будут в фокусе. Вероятность идентификации повышается с увеличением глубины резкости, которая определяется степенью открытия диафрагмы, фокусным расстоянием и расстоянием до камеры.

Глубина резкости возрастает при уменьшении диафрагмы, а это означает, что для увеличения глубины резкости необходимо хорошее освещение. В некоторых камерах Axis есть функция P-Iris, с помощью которой диафрагма устанавливается таким образом, чтобы получить оптимальную глубину резкости для разных условий освещения.

Более подробные сведения о функции P-Iris можно получить в техническом обзоре с тем же названием:

Глубина резкости также увеличивается при использовании более короткого фокусного расстояния. Камеры с более высокими разрешениями позволяют вести съемку, используя более короткие фокусные расстояния, но при этом все равно соблюдаются требования к разрешению.

При использовании большинства объективов возникают некоторые искажения, зачастую приводящие к бочкообразной форме объектов. Это происходит из-за того, что увеличение объектива на краях области обзора несколько меньше, чем в центре изображения. В результате объекты, расположенные по краям, кажутся ближе к центру, чем на неискаженном изображении. Объекты одинакового размера будут занимать меньшее количество пикселей, если они находятся вблизи от края, по сравнению со случаем, когда они находились бы примерно в центре изображения. Это означает, что объекты, расположенные по краям поля обзора, должны быть ближе к камере, чтобы выполнялись требования минимально допустимого разрешения.

Эффект бочкообразных искажений обычно намного сильнее проявляется при более коротких фокусных расстояниях, что делает широкоугольные объективы менее пригодными для целей идентификации.

www.axis.com

Видеокамеры HD разрешения. Реальные возможности

После почти полувекового господства стандартного видеосигнала (500–600 строк) камеры видеонаблюдения стали наращивать мегапиксели. Светочувствительные матрицы на несколько мегапикселей первоначально использовавшиеся в фотоаппаратах, после того как стали массовым и дешевым продуктом, стали широко применяться и в видеокамерах

Конечно, важным моментом для появления мегапиксельных видеокамер стал переход к IP-видеонаблюдению. До тех пор пока использовался привычный аналоговый НЧ-видеосигнал, ничего более чем 1/3 мегапикселя использовать было нельзя.

Итак, сегодня вполне доступны и всерьез рассматриваются даже в небольших системах видеокамеры с одним миллионом или более пикселей. Но давайте чуть остынем от бурной радости и рассмотрим вопрос: «А всегда ли мегапиксельные видеокамеры лучше обычных?». Точнее, выясним, какие еще параметры, кроме количества мегапикселей, необходимо принимать к рассмотрению при выборе видеокамеры. Все мы уже давно знаем, что не только объем двигателя определяет качество автомобиля (иначе КАМАЗу не было бы равных). Кроме того, все мы хорошо помним, что «если нет разницы, зачем платить больше?».

Сэкономить не получится

Первое и очевидное преимущество мегапиксельных видеокамер – каждая камера видит больше деталей, а значит, можно поставить меньше видеокамер. И даже иногда упоминают такой параметр, как «цена на один пиксель». На самом деле это не совсем так. Конечно, если вам надо наблюдать за стеной размером 3х4 м, то одна камера с одним мегапикселем примерно эквивалентна 4 видеокамерам обычного разрешения (тем более что их придется настроить слегка с перекрытием поля зрения). Но так ли это в действительности? В реальной жизни, например на периметре, где камеры стоят одна за другой, на каждой из них реально используется лишь узкая полоса по центру. Да, видеокамера с 1 Мпкс имеет в 1,7 раза большее линейное разрешение, а значит, такие камеры можно поставить (в идеальном случае, если это разрешение действительно реализуется) в 1,7 раза реже. Обратили внимание? Уже не в 4 раза, а всего лишь в 1,7 раза. При этом общее количество пикселей, информацию от которых вам надо передавать и хранить, вырастет в 1,7 раза, хотя эффект будет такой же, что и с обычными камерами. Ну конечно, непосредственно перед мегапиксельными камерами картинка будет чуть лучше, чем от обычной, но на дальнем конце контролируемого одной камерой участка различимость деталей будет точно такой же. И это, как уже сказано, в идеальном случае, ниже мы увидим, что качество изображения редко определяется одними лишь пикселями. А теперь вспомните, что на периметре просто недостаточно длинных прямых участков, и даже обычные камеры в среднем приходится ставить раза в полтора чаще, чем на основании идеальных расчетов. А еще более длинных участков, которые, по идее, способны контролировать мегапиксельные камеры, еще меньше, так что на периметре выигрыш в количестве от применения мегапиксельных камер будет не более чем 1,5.

Конечно, если вы и не собирались ставить камеры реже, а просто хотите получить картинку более высокого качества при том же стандартном 50–70-метровом расстоянии между камерами, то вы действительно получите картинку лучше. И если вы готовы за это платить, вы не будете обмануты: вместо теоретически различимых силуэтов вы увидите значительно более четкие фигуры. Если, конечно, не будет никаких других проблем.

Может быть, все вышеописанное относится только к периметру? Отнюдь. Возьмем задачу распознавания номеров. Здесь, правда, ситуация несколько другая. Одна видеокамера обычного высокого разрешения достаточно успешно контролирует одну полосу движения при условии, что все автомобили едут более-менее по центру полосы. Мегапиксельная камера гарантированно качественно перекроет всю полосу с запасом, но две полосы все равно не перекроет. Опять, как и на периметре, ситуация такова, что, перейдя с обычных на мегапиксельные, вы получаете улучшение качества, но вовсе не значительную экономию количества камер. А с учетом цены одной камеры суммарная стоимость проекта почти наверняка возрастет.

Или задача контроля входа. Необходима одна видеокамера, нацеленная на дверь. Даже обычная камера обычного разрешения успешно справляется с задачей распознавания лица. Мегапиксельная тоже справится с этой задачей, даже лучше. Но поставить половину камеры не получится, сколько бы мегапикселей в ней ни было, все равно в этой ситуации нужна ровно одна видеокамера.

Что ж, об экономии речь не идет. Ну, хорошо. Но качество-то всегда и наверняка будет лучше?

Нет, цена – не единственный параметр, который неожиданно может оказаться менее выигрышным, чем с обычными камерами.

Критерии качества

Объем информации
Очевидный следующий параметр – количество информации, которую вы можете сохранить или передать. Мегапиксели генерируют мегабайты каждый кадр. Конечно, методики цифрового сжатия улучшаются от года к году, но вовсе не так быстро, как размножаются мегапиксели. Если вы сожмете 5 Мпкс в такой же объем (в килобайтах), в какой привыкли сжимать четверть мегапикселя (типичная видеокамера стандартного разрешения), изображение наверняка получится субъективно хуже. Да-да, увеличение количества пикселей при ограниченном объеме хранения (или пропускной способности канала) после некоторого размера приводит к ухудшению изображения. Это понятно: начиная с некоторого уровня сжатия, информация о наличии дополнительных пикселей начинает вытеснять полезную информацию об изображении.

Скорее всего, ситуация будет другая: качество-то будет лучше, а вот объем израсходованных гигабайтов на диске возрастет. Впрочем, это тоже обернется всего лишь увеличенными расходами на сетевое оборудование и дисковые накопители. Как мы уже видели, за качество надо платить. Не стоит думать, что, используя новое оборудование, удастся сэкономить, удастся лишь с пользой потратить больше денег.

Количество мегапикселей
Следующий хорошо известный факт – чем больше мегапикселей в том же размере чувствительной матрицы, тем хуже ее чувствительность, тем хуже передача полутонов.

Гонка за мегапикселями оборачивается уменьшением размера пикселя. Во времена, когда видеокамера обычного разрешения стоила как подержанный «Мерседес», когда выпускались черно-белые камеры 1″, 2/3″ и только-только появлялись 1/3″, профессионалы часто жаловались, что на камерах размером меньше 1/2″ качество передачи полутонов явно невысокое. При том, что речь шла о всего лишь 500 пикселях по горизонтали, то есть размер пикселя у «плохих» 1/3″ камер был больше 10 мкм. Для сравнения: у современных мегапиксельных матриц с размером 1/2″ при 5 Мпкс размер каждого пикселя примерно 2х2 мкм. А если камера цветная, то еще вдвое меньше. Думаете, развитие технологии позволяет улучшить ситуацию, да? А вот нет. Есть законы физики, которые не обойти. Это в процессоре «Пентиум-7″ все еще можно уменьшать и уменьшать размер транзисторов. Все равно отдельный транзистор либо включен, либо выключен. Даже если на его затвор будет умещаться всего один электрон, он будет работать. А если в светочувствительной матрице видеокамеры в 1 пиксель умещается максимум 4 электрона, то, как ни крути, она сможет передать не больше чем 2 уровня серого. Для ячеек размером около 2 мкм максимальное количество электронов составляет около тысячи, что дает теоретический (недостижимый в реальности!) предел около 50 градаций яркости. Думаете, почему у профессиональных фотоаппаратов матрица не меньше чем стандартный кадр пленки, то есть эквивалентна 8/3″ в тех единицах, в которых обозначают матрицы видеокамер? А даже 10 Мпкс на уменьшенный менее 2» («кропнутый», как говорят фотографы) формат матрицы, как считается, приводят к заметному снижению качества передачи полутонов.

Лучшие из современных мегапиксельных видеокамер (применяемых в охранном телевидении) – 5-мегапиксельные формата 2/3″ – по размеру ячейки соответствуют средней цифро-мыльнице. Это вполне приемлемо, но если вы увидите 10-мегапиксельную камеру формата 1/3″ – будьте осторожны, низкое качество изображения будет заметно невооруженным глазом!

Вы, может быть, скажете, что вас устраивает картинка даже с самых ширпотребных цифрофотоаппаратов? Не спешите, фотографии друзей на пикнике делаются в идеальных условиях, а друзья терпеливо позируют. Преступник в поле зрения видеокамеры ждать не будет, выдержка нужна значительно короче, а освещенность будет значительно хуже, так что чувствительность у матрицы будет выкручена за пределы, которые не позволяет себе ни один из производителей фотоаппаратов. Ну а изображение будет, мягко говоря, хуже некуда.

Время считывания
Еще один существенный недостаток больших (по количеству мегапикселей) матриц – долгое время считывания информации. На ПЗС-матрице в несколько мегапикселей вам наверняка не достичь 50 кадров в секунду (20 мс на кадр), причем большая часть времени будет потеряна совершенно бездарно – изображение будет просто считываться, а не накапливаться, что приведет к еще большему снижению чувствительности. Сейчас все более популярны КМОП-сенсоры, у которых время считывания может быть значительно меньше. Однако у них далеко не вся площадь кристалла занята светочувствительными ячейками, так что чувствительность опять же будет ниже, чем можно было бы ожидать для такого размера пикселя. Внимательно читайте параметры мегапиксельной камеры, в рекламе количество кадров в секунду может быть указано вовсе не для максимального разрешения.

Чувствительность
В целом чувствительность мегапиксельных камер оказывается значительно хуже, чем обычных. Чувствительность всегда была любимым объектом маркетинговых изысканий. Рекламные заявления об обычных видеокамерах, превышающих квантовый предел чувствительности, одно время появлялись с удручающей частотой. Для мегапиксельных камер пока идет гонка мегапикселей, на чувствительности никто не акцентирует внимание. В частности, потому, что чем больше мегапикселей (а пока в рекламе считается, что больше мегапикселей = «круче» камера), тем хуже чувствительность (если, конечно, размер матрицы не растет хотя бы пропорционально).

Для сравнения вспомните: вы давно привыкли, что стандартная черно-белая видеокамера показывает приемлемую картинку, когда вы глазом ничего не видите, так? А теперь вспомните: любой фотоаппарат (а там стоят те же самые мегапиксельные матрицы) настойчиво включает вспышку (то есть отказывается работать без подсветки), когда вы еще замечательно видите объект съемки. Снова напомню: видеокамеры от фотоаппаратов отличаются только тем, что их принудительно заставляют работать с малой выдержкой, то есть им еще сложнее получить хорошее изображение, чем фотоаппарату.

Разрешение
Ну вот, наконец, дошли до разрешения. Казалось бы, уж тут все ясно – мегапиксели для того и есть. Собственно, обычно так и говорят: разрешение камеры столько-то мегапикселей. Ан нет, не тут-то было. Разрешение, наоборот, стало общепринятым моментом рекламных умолчаний.

В оптике разрешение определяется довольно однозначно – количество штрихов на мм, которое создает полосы с модуляцией около 20% (критерий Рэ-лея). В телевидении понятие разрешения несколько размылось, определение говорило о количестве полос, которые можно «различить». Но каков критерий различимости – никто уже не уточнял. Обычно считали, что 10 или даже 5% – вполне хорошая модуляция, которую можно различить. Впрочем, после появления ПЗС-матриц все производители перестали задумываться о требуемой глубине модуляции и считали, что «можно различить» ровно столько полос, сколько пикселей в матрице. Конечно, для успешного различения необходимо выполнить ряд условий, но в принципе вроде бы их действительно можно различить. По крайней мере полос больше, чем пикселей, уж точно разрешить нельзя, вот и писали: разрешение в ТВЛ равно 3/4 количества пикселей в строке (3/4 – это чисто геометрический коэффициент, отношение высоты стандартного кадра к ширине).

По мере отхода от ТВ-стандарта использовать ТВЛ для измерения разрешения совсем нет смысла, и потому теперь для разрешения все указывают просто количество пикселей (пиксельный размер кадра). В какой-то мере это оправдано, по крайней мере это число абсолютно однозначно и неподвластно манипуляциям. Но какое оно имеет отношение к разрешению? Сколько штрихов можно разрешить такой камерой? Специалисты по цифровому сжатию изображения очень не любят говорить о количестве штрихов. Оно и понятно – современные алгоритмы компрессии ведут себя очень по-разному в зависимости от состава изображения кадра. «Интеллектуальные алгоритмы» ориентированы на воспроизведение приятной глазу картинки, иногда на передачу мелких деталей, но вовсе не на передачу структуры параллельных линий. И это правильно, такая структура, даже если встречается в реальной жизни, мало интересует наблюдателя. Так как же тогда определить разрешение? Реально используются субъективные тесты: например, опрашивают множество людей, какая картинка им больше нравится. Или – в случае видеосигнала для охранных целей – на какой картинке вы еще видите преступника, а на какой – не видите. Да, речь идет о потере качества (способности разрешать мелкие предметы), связанной с алгоритмом сжатия, она напрямую не связана с мегапикселями матрицы. Но ведь именно мегапиксели заставляют нас «жать» сигнал все сильнее и сильнее. А теперь вспомните, что большинство алгоритмов ориентированы на вещательное телевидение, на крупные планы и контрастное освещение. Очень может оказаться, что видеокамера, в которой больше мегапикселей, наоборот, намного хуже передает мелкие детали в реальных условиях. И худшее, как вы уже поняли, в том, что в настоящее время в принципе нет общепризнанной методики сравнения разрешающей способности разных камер с цифровой компрессией. Вы можете только надеяться, что если в камере внутри много мегапикселей, то, наверное, в принципе она может иногда в некоторых условиях позволить разрешить более мелкие детали.

Объективы
Помимо алгоритмов сжатия, легко может испортить разрешение объектив. Даже у идеального объектива есть дифракционный предел при сильном диафрагмировании. То есть на ярком солнце разрешение объектива значительно ухудшается. А в оптимальных условиях с максимально открытой диафрагмой? В этом случае, наоборот, даже идеальная геометрическая оптика дает весьма небольшую глубину резкости. То есть в фокусе резкость, может быть, и будет, а шаг вперед или шаг назад – и вы не в фокусе, можете вскрывать сейфы сколько угодно, вас никто не опознает. По крайней мере мегапиксели тут не помогут.

Ну ладно, а хотя бы в самых-самых идеальных условиях, в самом фокусе имеющиеся объективы смогут обеспечить качество, достойное мегапиксельной видеокамеры? Не факт. Конечно, сейчас даже объективы уже называют «мегапиксельными», хотя там еще нет цифровой обработки изображения. Имеется в виду, конечно, что такой-то объектив производитель рекомендует для применения на мегапиксельных камерах. Конечно, 5-мегапиксельный объектив от уважаемой компании, несомненно, лучше чем 1-мегапиксельный no-name. Тем не менее не верьте, что он обеспечит возможность различить 5 млн точек.

Есть такой объективный параметр качества объектива – контрасточастотная характеристика. Показывает, сколько процентов модуляции остается от стольких-то штрихов на миллиметр. Параметр обычно измеряется в белом свете, раздельно для радиальных штрихов (по радиусу от центра кадра) и тангенциальных (вдоль окружности), а главное, как функция от расстояния от оси объектива. В центре кадра реальное разрешение объектива, может быть, почти соответствует расстоянию между пикселями в целевой 5-мегапиксельной матрице. В том смысле, что имеет контраст хотя бы на уровне 2–3%. Как будто это поможет вам различить преступника в серой одежде на сером фоне (оптический контраст исходного изображения около 10%) с учетом, что мегапиксельная матрица, как мы уже говорили, хорошо, если передает 30–40 градаций серого. И это еще до того, как за дело принялись «интеллектуальные» алгоритмы компрессии. А ближе к углам разрешение наверняка очень сильно падает.

У меня сейчас нет данных ни по одному объективу, рекомендованному для мегапиксельных камер, не могу говорить точно, но я основываюсь на фактах, что для обычных камер самые лучшие объективы (в несколько раз дороже самых дорогих из реально продававшихся у нас в стране) обеспечивали «почти достаточное разрешение» в очень малой области в центре кадра, а на краях их разрешение падало в несколько раз. И я знаю, что технология производства полупроводников значительно выросла и позволяет делать много мегапикселей почти за те же деньги. А вот технология производства объективов практически не изменилась за последние 50 лет, а значит, сделать объектив, способный разрешить в 3 раза больше пикселей, стоит по меньшей мере в 10 раз дороже.

Инвестиции в качество

Так что, возвращаясь к задаче расстановки камер на периметре, мы можем вовсе не получить ожидаемого выигрыша по разрешению в корень из числа пикселей – ведь именно на дальнем конце контролируемого участка (на верхней границе кадра) искажения оптики заведомо ухудшат картинку. Или мы можем не получить достаточной глубины резкости. И в результате мы почти совсем не сможем сэкономить в количестве камер. Но зато качество изображения по центру будет заметно лучше.

Вы могли подумать, что я такой ярый противник мегапиксельных камер. Отнюдь. Я лишь хотел подчеркнуть, что всего лишь за деньги, причем не за такие уж и большие, вы можете заметно улучшить качество изображения. На обычных камерах был фактически достигнут потолок качества, сколько бы вы ни тратили денег, существенно улучшить качество картинки вам бы не удалось. А теперь вы можете потратить деньги и сделать это с толком.

Вот только не надо надеяться, что в результате за счет того, что камеры лучше, их удастся поставить заметно меньше, а то даже и сэкономить, купив более дешевые пиксели (глядя на удельную стоимость одного пикселя).

www.sec-group.ru

Еще раз о разрешении камер видеонаблюдения

Цель данной заметки (на статью она явно не тянет) – наглядно продемонстрировать значение разрешения матрицы камер для системы видеонаблюдения. Этим материалом мы хотим сами себе упростить жизнь, ведь значение разрешения, размера и формата матрицы приходится объяснять потенциальным заказчикам весьма часто.

Сразу оговоримся — само по себе разрешение в мегапикселях далеко не всегда является определяющим. Качественная IP-камера с хорошей, но «не очень мегапиксельной», матрицей и высококлассной оптикой может обеспечить более детальное изображение чем многомегапиксельная камера бюджетного класса.


Пример: фрагмент изображения с 3 Мп камеры AXIS Pseries (слева) и 10 Мп камеры ACTi. Фокусное расстояние и расстояние до объекта примерно равны. Детали на картинке от AXIS более мелкие, но…

Тем не менее, от разрешения «танцуют» в большинстве проектов (подбирают, сравнивают и т.д.). А большинство конечных потребителей, похоже, вовсе не замечает других характеристик оборудования (ну, кроме цены конечно).

Высокое разрешение позволяет существенно сократить количество камер на объекте. Ведь даже при широком угле обзора многомегапиксельные IP-камеры обеспечивают приличное качество детализации.

Прежде чем перейти к демонстрации зон уверенного обзора, стоит договориться о терминах и цветовых обозначениях, используемых в данном материале.

Цветовая кодировка зон обзора

Identify – «Фиолетовая зона» – зона идентификации (разрешение 300 пикселей на метр и более). Получив изображение злоумышленника с разрешением от 250 пикселей/метр мы уже можем с ним работать – передать в органы, искать по картотекам и т.д. Стоит заметить, что, европейские регламенты судебной науки требуют разрешения 500 пикселей/метр.

Recognise – «Красная зона» – зона распознавания (разрешение 150 пикселей на метр и более). При таком разрешении лицо на экране не слишком крупное (ок 30 пикс), и использовать его в качестве доказательной базы достаточно проблематично. Однако можно распознать лицо знакомого человека по принципу «свой-чужой», сравнить его с другими имеющимися фрагментами или найти фрагмент снятый другой камерой более крупным планом.

Observe — «Темно-желтая» зона обзора (разрешение 80 пикселей на метр и более ) – оператор визуально фиксирует наличие человека в кадре, может различить мужчина это или женщина (в большинстве случаев), попытаться определить характер действий

В рамках данной статьи мы не рассматриваем более «дальние» зоны т.к., на наш взгляд, толка от картинки с линейным разрешением менее 80 пикселей на метр достаточно мало. Целевыми же для нас являются фиолетовая и красная зона.

Для примера мы взяли планировку торгового зала маленького магазина и попытались понять, можно ли покрыть всю его площадь (6.5*9м) одной обзорной широкоугольной камерой. Безусловно, для магазина также необходима, как минимум, одна камера на кассу, но сейчас мы говорим именно об обзорных функциях. В нашем примере нет колонн и высоких предметов интерьера, мешающих обзору.


1. Камера с разрешением D1 (704×576), формат матрицы 4:3, фокусное расстояние 2.8мм. Более половины помещения – в светло-желтой зоне.


2. Камера с разрешением 1Mp (1280×720, например ACTi D91), формат матрицы 16:9, фокусное расстояние 2.8мм. Появилась зона уверенной идентификации (300 пикс/метр), однако совсем небольшая. Формат матрицы 16:9 привел к уменьшению вертикального угла обзора и, как следствие, увеличению мертвой зоны под камерой.

3. Камера с разрешением 1.3Mp (1280×960, например HiWatch DS-N211), формат матрицы 4:3, фокусное расстояние 2.8мм. Небольшое увеличение разрешения в сочетании с форматом матрицы 4:3 достаточно значительно раздвинул границы «фиолетовой зоны». Но угол обзора по горизонтали меньше, чем у камеры 2.


4. Камера с разрешением 1.3Mp (1280×1024, например Beward B1710DR), формат матрицы 4:3, фокусное расстояние 2.8мм.


5. Камера с разрешением 2Mp (1920×1080, например HikVision DS-2CD2122FWD-IS), формат матрицы 16:9, фокусное расстояние 2.8мм. Наиболее популярный сейчас тип камер – 2Мп, формат 16:9. Полный охват по горизонтали и хорошая детализация на ¾ площади.


6. Камера с разрешением 3Mp (2048×1536, например HikVision DS-2CD2132F-I ), формат матрицы 4:3, фокусное расстояние 2.8мм. За счет матрицы формата 4:3 меньше мертвая зона под камерой и больше дистанция уверенной работы.

7. Камера с разрешением 4Mp (2688×1520, пример — Hikvision DS-2CD2742FWD-IS), формат матрицы 16:9, фокусное расстояние 2.8мм. Еще один популярный сегодня тип камер. Только красная и фиолетовая зона в пропорции примерно 50/50. Широкоугольная матрица покрывает все помещение по горизонтали (угол более 90 градусов при матрице 1/3 дюйма), но угол обзора по вертикали меньше чем у 3Мп модели.

8. 4K Камера с разрешением 8Mp (4096×2160), формат матрицы 16:9, фокусное расстояние 2.8мм. Практически все помещение просматривается с разрешением не ниже 300 точек на метр

Как видно из визуализаций – чем выше разрешение, тем более детально мы можем контролировать объект, даже если на нем установлена всего одна камера.

Тем не менее не всегда применение многомегапиксельных камер является лучшим решением. Например, в данном гипотетическом проекте как минимум одна дополнительная камера нужна для контроля кассы (верхняя левая часть схемы). Использование 4К камеры обеспечит достаточное линейное разрешение в зоне кассы, но ракурс съемки не позволит контролировать кассовые операции. Кроме того, необходимо учитывать мертвые зоны, возникающие за предметами обстановки, колоннами, в нишах и т.д. В этих случаях полезно отказаться от камеры сверх высокого разрешения в пользу (условно) пары камер с более скромными параметрами и меньшим углом обзора.

www.securecam.ru

Еще по теме:

  • Как оформляется свидетельство на собственность Как получить свидетельство о праве собственности на квартиру? Свидетельство о праве собственности на квартиру выдается владельцу, который подтвердил свои права в установленном порядке. В дальнейшем этот документ предъявляется при совершении всех юридически значимых […]
  • Штраф детской сидение Какой штраф в 2017-2018 гг. за езду с детьми без детского кресла? Штраф за детское кресло, вернее за его отсутствие в салоне с маленьким пассажиром, с сентября 2013 года был увеличен в 6 раз. Сделано это для обеспечения большей безопасности детей в условиях роста ДТП […]
  • Авторское право наказание за нарушение Интеллектуальная собственность в России и за рубежом Ответственность за нарушение авторских прав Нарушение авторских прав влечет наступление юридической ответственности. Но помимо самого по себе факта нарушения необходимо наличие и других условий привлечения к […]
  • Мошенничество договор займа Самый распространенный вид мошенничества с частными займами. Это удивительно, но заемщиков, которые отдают предоплату абсолютное большинство, хотя в 99,9% случаях – это обычный развод. Причины могут быть абсолютно разными и даже покажутся правдоподобными: За […]
  • Закон убывающей предельной полезности не отвечает высказыванию Закон убывающей предельной полезности не отвечает высказыванию Известно, что, вложив сейчас в некоторое предприятие 2 млн. ден. ед., гражданин намерен через три года получить 3 млн. ден. ед. Если оценивать его решение с учетом наличия ежегодной инфляции в 12%, то оно […]
  • Почему нет пособия многодетным семьям Какие положены пособия и выплаты многодетным семьям в 2018 году На территории Российской Федерации на сегодня насчитывается огромное количество многодетных семей, которые имеют полное право на получение различных выплат и пособий. Однако мало кто из таких семей знают […]
  • Правящая партия в англии В Великобритании на парламентских выборах лидируют консерваторы Основная интрига выборов — сумеет ли правящая Консервативная партия укрепить положение в парламенте или, как минимум, сохранить абсолютное большинство 326 мест, которое позволяет ей единолично […]
  • Закон о распределении долей Эксперты советуют отказаться от практики дарения долей в праве на имущество, приобретенное за счет средств материнского капитала Согласно действующему законодательству жилое помещение, приобретенное, построенное или реконструированное с использованием средств […]

Комментарии запрещены.