Как выбрать фокус камеры видеонаблюдения?

Фокус. Как подобрать объектив к камере видеонаблюдения?

Уважаемые посетители, рекомендуем посмотреть нашу новую статью по выбору объективов для камер наблюдения. В этой статье рассмотрен выбор объективов для камер высокого разрешения и преведены примеры качества распознавания в зависмости от расстояния и угла обзора.

Основная дилемма при выборе камеры для системы видеонаблюдения, это фокусное расстояние линзы, именно от него зависит то, что Вы в итоге увидите. С одной стороны человеку надо видеть все вокруг, т.е. иметь максимальный угол обзора, с другой стороны нужна детализация изображения, которой можно добиться, только уменьшая угол обзора.

Для примера, устанавливаем две одинаковые камеры с фокусом 8мм и 3.6мм, на широкоугольной камере взгляд «цепляется» за какой то элемент на изображении, например автомобильный номер – он не виден. Но зато он виден на узкоугольной камере с фокусом 8мм и создается впечатление, что камера с объективом 3.6 хуже, хотя на самом деле камеры одинаковые, за исключением объективов.

Как же подобрать необходимый фокус объектива камеры видеонаблюдения? Самый простой способ, это купить камеру с варифокальным объективом.

Варифокальный объектив.

Это объектив, который позволяет произвести изменение фокусного расстояния и подстроить на месте тот угол обзора, который необходим. Но у варифокального объектива есть ряд существенных минусов:

1.Высокая цена объектива
2.Больший размер, по сравнению с объективом, имеющим фиксированный фокус и как следствие, больший размер самой камеры.
3.Сложность в точной фокусировки изображения. На небольшом тестовом мониторе, который можно подключить к камере, изображение мелкое и невозможно точно настроить, а просмотр на большом мониторе не всегда возможен.
4.Изображение с варифокального объектива несколько хуже, чем с фиксированного.

Как выбрать нужный фокус?
Необходимо нарисовать план помещения или объекта, отметить место планируемой установки камеры, оценить, под каким минимальным углом обзора будет видно все, что Вам необходимо. Сверить по таблице какой фокус соответствует Вашему углу.

Если на бумаге Вам работать сложно, то советую программу IP Video System Design Tool 7, имеющую бесплатный триальный период, на которой можно быстро нарисовать план, разместить камеры и подобрать нужный фокус.

Всегда ли нужно идти на компромисс?
Как уже ранее было отмечено, нам необходимо выбрать одно из двух – либо детализацию, либо угол обзора. Какие еще есть варианты? Если брать аналоговые камеры, то одним из вариантов решения является выбор видеорегистраторов и камер в стандарте 960Н, это широкоформатный стандарт, который позволяет видеть в 1.33 раза более широкую картинку с камеры при том же фокусе объектива. Либо переход на IP видеонаблюдение, поскольку детализация HD камеры с разрешением 1280х720 по пикселям в 2.5 раза выше, чем у аналоговой камеры и примерно в 4 раза выше по субъективному взгляду на изображение. Дело в том, что при размерности матрицы аналоговой камеры в 0.4 мегапикселей, после преобразования изображения в аналоговый сигнал происходят определенные потери. При передачи изображения по кабелю также происходят потери и при кодировании кодеком H.264 еще раз происходят потери качества. В результате мы имеем реальное соотношение, близкое к 1:4.
Таким образом, изображение с одной камеры 720р и объективом 3.6мм будет более информативно, чем изображение с двух аналоговых камер с фокусом 8мм. Если же надо еще большую детализацию, то можно выбрать FullHD камеру с разрешением 1920х1080.
При этом стоимость одной IP HD камеры примерно равна стоимости двух аналоговых камер, но затраты на монтаж делают установку одной IP камеры вместо двух аналоговых более выгодным.

Особенности широкоугольных объективов.

В рамках статьи хочу отметить, что чем выше угол обзора, тем выше нелинейные искажения по краям изображения. И даже хорошие объективы дают такой эффект.


Крайним случаем широкоугольного объектива является так называемый объектив «рыбий глаз» имеющий максимальный угол обзора. Такие объективы устанавливаются, например, в центре под потолком помещения и способны обозревать всю комнату одной камерой.

Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения – влияние на угол обзора

Угол обзора камеры является основным критерием, который влияет на контролируемую зону объекта.

Однако на этот параметр оказывает влияние не только фокусное расстояние, но и размер матрицы видеокамеры.

При определении параметра необходимо следовать нескольким правилам:

  • Чем больше фокусное расстояние камеры видеонаблюдения, тем уже угол обзора;
  • При равном фокусном расстоянии видеокамеры больший угол обзора будет у устройства, имеющего матрицу большего размера.
Читать еще:  По каким параметрам выбрать видеокамеру?

Выбор статического фокуса объектива зависит от конкретной ситуации и задач, которые поставлены перед системой видеонаблюдения. Если необходимо проконтролировать длинное узкое помещение, к примеру, коридор, то выбирать широкоформатный объектив нет никакой необходимости. Широкопанорамные видеокамеры рекомендуется использовать для контроля открытых пространств, где стоимость такого объектива может быть компенсирована использованием меньшего количества камер.

Рекомендуемые показатели угла обзора:

  • Широкоформатные, имеющие угол обзора 100° и более смогут дать общую картинку, где распознание человеческого лица можно осуществить с дистанции не более 3м. Их рекомендуется использовать для контроля проникновения на территорию и слежения за периметром;
  • Узко форматные, имеющие угол около 20° могут передать детализированную картинку пригодную для распознания с 20-50м.
  • Преимущественное большинство видеокамер имеют угол обзора 60-70°, что позволяет производить эффективное видеонаблюдение с гарантированной идентификацией объекта с 10м. Однако передаваемого качества изображения может оказаться недостаточно для автоматизированной идентификации посредством специальных программ.

Все предоставленные данные указаны при условии использования 1-2Mpic матрицы

Большинство новичков, которые хотят установить систему видеонаблюдения самостоятельно допускают системную ошибку, полагая, что если взять камеру с матрицей высокого разрешения, то используя широкоформатный объектив можно и покрыть большую площадь и получить качественную картинку пригодную для дальнейшего использования. Это справедливо лишь отчасти. Как правило, опытные профессионалы пользуются незадокументированными правилами, выведенными эмпирическим путем:

  1. Узнавание знакомого человека по видеоизображению происходит с расстояния равного фокусному. Это означает, камера с фиксированным 9 мм объективом позволит идентифицировать знакомого с реального расстояния 9 — 10м.
  2. Получить качественное изображения, которое позволит идентифицировать незнакомого человека (обычно для правоохранительных органов) можно только с расстояния равного половине фокусного. В нашем случае, это будет не более 4,5-5 м.

Как выбрать угол обзора и фокусное расстояние объектива камеры

vkontakte social button pressed RU’>

odnoklassniki social button pressed RU’>

У любой камеры есть три параметра, которые тесно связаны между собой.

  • размер матрицы (измеряется в дюймах, например: 1/2″, 1/3″, 1/4″);
  • фокусное расстояние (ФР) объектива (обозначается буквой f, указывается в мм);
  • угол обзора (измеряется в градусах).

При широком угле обзора ФР будет маленьким.

Советы по выбору

Выбор угла обзора определяется задачами, которые ставят перед камерой. Если необходимо вести наблюдение за территорией большой площади, не выделяя конкретный объект, подойдет устройство с объективом 2,8-3,6 мм. Оптимальным считается угол в диапазоне от 70 до 140°.

Угол в 60° близок к углу обзора глаза человека. Такое значение считается средним. Устройства могут передать детализированную картинку при расположении объекта на расстоянии до 10 м.

Длиннофокусный объектив с обзором до 30° подходит для наблюдения за объектами, которые отдалены от пункта контроля на 20–70 м.

Зная размер матрицы, вычисляют ФР объектива по таким формулам:

f= h×S/Н или f= v×S/V

где h – размер матрицы по горизонтали.

  • S – расстояние до объекта видеонаблюдения;
  • H – величина объекта в горизонтальной плоскости;
  • v – матрица по вертикали;
  • V – величина объекта в вертикальной плоскости.

Чтобы было понятнее, приведем пример, как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения.

Есть здание с длиной фасада в 15 метров; удаленность объекта от точки наблюдения – 25 метров. Чтобы найти оптимальное расстояние камеры, подставляем в формулу, приведенную выше, известные значения, выбрав видеокамеру с матрицей 1/3″.

Округляем в большую сторону (чтобы не потерять часть изображения) и получаем, что нам необходима камера на 8 мм.

Также можно воспользоваться готовыми таблицами расчета или бесплатными онлайн-калькуляторами.

Что еще нужно учесть

Все описанное выше, относится к камерам с фиксированным ФР. Иногда сложно определиться с размером участка, над которым нужно установить контроль. Бывает и иная ситуация: площадь зоны наблюдения меняется, то увеличиваясь, то сокращаясь. Тут мы рекомендуем устройство с вариофокальным объективом. В нем можно самостоятельно настраивать обзор. В отдельную категорию выделяют устройства, в которых можно менять ФР и ракурс наблюдения (варьируется в до 360° в горизонтальной плоскости и до 180° в вертикальной).

Диапазон ФР, как правило, варьируется от 2,8 до 50 мм. В некоторых моделях он бывает выше. При использовании вариофокальной оптики качество изображения не ухудшается в случае приближения/отдаления. Это возможно благодаря оптическому увеличению объектива.

Читать еще:  Видеонаблюдение домофон на частный дом

Если угол необходимо менять, лучше выбрать камеру с моторизированным объективом, такие обычно применяются в поворотных камерах, также это избавит от необходимости физического переноса камеры.

Остались вопросы? Обращайтесь к сотрудникам Ivideon. Мы подскажем, как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения, определить зону, которая будет попадать в поле зрения оборудования или наоборот – подберем устройство для участка заданной площади.

Угол обзора объектива камеры видеонаблюдения

Одним из важных параметров, которые необходимо брать во внимание перед покупкой камеры видеонаблюдения, является угол обзора объектива. От этой величины напрямую зависит то, какая площадь наблюдаемого участка попадет в поле зрения камеры. Например, для получения общего обзора участка или тесного помещения необходимо выбирать камеры с широким углом обзора, а при необходимости сосредоточения на каком-либо определенном объекте – с узким.

Содержание:

От каких параметров зависит угол обзора?

Угол обзора объектива зависит от двух определяющих его параметров:

  1. Фокусное расстояние, которое имеет объектив;
  2. Размер чувствительного элемента (матрицы).

Следует запомнить, что чем большим ФР обладает объектив, тем меньшим будет угол его обзора, поэтому длиннофокусные объективы обладают возможностью наблюдения за относительно удаленными от камеры объектами, а широкоугольные позволяют охватить большую площадь территории или помещения.

Зависимость угла обзора камеры видеонаблюдения от физического размера матрицы также имеет место быть. Так, чем больше размер матрицы, тем большим будет угол обзора, например:

  • Матрица, диагональ которой составляет ¼ будет иметь угол обзора 64° при фокусном расстоянии 2,8;
  • При этом матрица с диагональю ½ будет иметь угол обзора 96°.

Данные расчеты справедливы для обозначения горизонтального угла обзора, для поиска вертикального угла необходимо брать в расчет соотношение вертикальных и горизонтальных сторон матрицы.

Определяем необходимое фокусное расстояние

Практически во всех случаях возникает необходимость выбора оптимального угла обзора камеры, который может быть определен благодаря расчету ФР объектива. По сути, угол обзора является зависимой величиной от фокусного расстояния. Оно может разниться для каждого конкретного случая, и напрямую зависит от:

  • Расстояния до объекта наблюдения;
  • Размера матрицы;
  • Размера наблюдаемого объекта.

Так, например, угол обзора в 100° хорошо подойдет для небольших тесных помещений, но будет непригоден для наблюдения за удаленными на несколько десятков метров объектами – при просмотре на записи просто невозможно будет различить детали объекта. При увеличении фокусного расстояния сужается угол обзора и появляется возможность наблюдения за относительно отдаленными объектами.

Зная несколько параметров камеры видеонаблюдения и некоторые данные об объекте наблюдения несложно определить необходимое в каждом конкретном случае ФР объектива.

Оптимальное ФР объектива рассчитывают по формуле:

F= h*S/Н или F= v*S/V, где

h – размер горизонтальной стороны матрицы;

S – расстояние до объекта слежения;

H – размер объекта наблюдения по горизонтали;

v – размер вертикальной стороны матрицы;

V – размер объекта наблюдения по вертикали.

Размер вертикальной и горизонтальной сторон сенсора камеры вы можете узнать из данной таблицы:

Для примера рассчитаем простую задачу. Дано: необходимо наблюдать за фасадной стороной небольшого гаража, шириной 4 метра, расстояние до объекта – 10 метров. Размер матрицы – ½ дюйма. Рассчитать подходящее ФР объектива камеры. Для решения воспользуемся формулой, и подставим все необходимые значения:

Рассчитав формулу мы получили, что ФР объектива должно равняться 16, но есть еще один нюанс. Очень важно, чтобы угол обзора камеры был больше рассчитанного, иначе кроме объекта наблюдения больше ничего не будет видно. Поэтому в данном случае оптимальным фокусным расстоянием объектива камеры будет 8-10 мм. Угол обзора при таких значениях будет равен около 35°, и вполне подойдет для видеонаблюдения за гаражом на расстоянии 10 метров. Ниже приведена подробная таблица с углами обзора камер с различными параметрами фокусного расстояния и размерами матрицы.

При необходимости время от времени менять угол обзора, или в любых сложных ситуациях, когда определиться с фокусным расстоянием до покупки камеры бывает проблематично, стоит приобретать камеры с вариофокальным объективом, которые позволяют регулировать угол обзора вручную. Диапазон ФР таких камер обычно лежит в пределах 2,8-12 мм. При использовании вариофокальных объективов вы можете приближать или отдалять картинку без потерь качества благодаря оптическому увеличению объектива.

Какой угол обзора выбрать?

Ответ на этот вопрос зависит от конкретной задачи, ведь каждая ситуация индивидуальна. Например, для видеонаблюдения за большой территорией без необходимости выделения конкретного объекта используют камеры с широкоугольным объективом 2,8-3,6 мм и углом обзора 70-140°.

Читать еще:  Как подключить видеорегистратор к интернету через роутер?

Угол обзора 60° подобен углу обзора человеческого глаза, и является средним значением. Камеры с таким углом способны передавать детальное изображение с дальностью до объекта наблюдения до 10 м.

Камеры с длиннофокусным объективом и узким углом обзора (10-30°) применяются для наблюдения за отдаленными объектами, расстояние до которых может варьироваться от 20 до 70 метров, и зависит от ФР объектива.

Есть одна интересная особенность, которая позволяет определить расстояние уверенного распознавания объекта, и может служить своеобразной шпаргалкой при выборе камеры. Она заключается в примерном равенстве фокусного расстояния, выраженного в миллиметрах с дистанцией уверенного распознавания в метрах. Например, камера с матрицей 1/3 дюйма и объективом с фокусным расстоянием 12 мм сможет распознать человеческую фигуру на расстоянии 12 метров. На этом расстоянии размер наблюдаемой зоны будет равняться 3 метра в высоту, и 4 в ширину, что позволит достаточно уверенно провести идентификацию человека.

Как выбрать объектив для камеры видеонаблюдения

При выборе объектива для камеры необходимо исходить из задач , которые вы ставите перед системой видеонаблюдения. Четкое определение задачи будет определять правильный выбор объектива, что в свою очередь позволит увидеть на мониторе именно то изображение, которое вы хотите получить.

В первую очередь необходимо обратить внимание на фокусное расстояние, которое и будет определять насколько далеко или как широко сможет показывать ваша камера.

Что такое Фокусное расстояние объектива?

Фокусное расстояние объектива измеряется в миллиметрах и представляет собой расстояние от объектива до матрицы видеокамеры, на которую и фокусируется изображение.

Самым популярным значением фокусного расстояния в видеокамере является величина в 4 мм , которая примерно равна углу обзора в 70° по горизонтали, а это приближенное число к углу зрения обычного человеческого глаза. Камеры с таким объективом, являются универсальным решением для инсталляции системы видеонаблюдения в типовых помещениях.

Таким образом, при выборе объектива помните, что чем меньше миллиметров фокусное расстояние объектива (например 2,8 мм), тем большую площадь обзора она будет охватывать. Такие широкоугольные объективы подходят для общего обзора например на парковках или придомовой территории.

И напортив, в случае же выбора объектива с большим фокусным расстоянием (например 6 или 12 мм) – охват территории будет меньше. Такой вариант больше подойдет для решения задач, где необходимо более детальное изображение, например в банках или в магазине над кассой с охватом только денежно-расчетных операций.

Угол обзора видеокамеры

Вместе с тем, угол обзора указывает на то, насколько большую площадь сможет охватить ваш объектив во время видеосъемки.

Так на примере изображения находящемся справа, широкоугольные объективы позволяют увидеть большую площадь наблюдаемой территории, но с меньшей детализацией, и противоположно узкоугольные объективы позволяют детализировано рассмотреть удаленные объекты.

Разделяют три основных типа объективов:

1. Монофокальные (фиксированные) объективы имеют одну фиксированную величину фокусного расстояния. В таких объективах нельзя регулировать угол обзора видеокамеры. Из-за своей простоты и низкой стоимости они являются наиболее популярными.

2. Вариофокальные объективы. Из них различают с автофокусом и с ручной фокусировкой, которые позволяют регулировать фокусное расстояние объектива, и как следствие менять угол обзора видеокамеры. Этот тип объектива является универсальным, однако их стоимость выше.

3. Трансфокальные (зум-объективы) являются самыми дорогими, однако они позволяют реализовывать удаленно с пульта управления большое количество задач:

— регулировать углы обзора видеокамеры;

— производить масштабирование зоны наблюдения;

В основном, такие типы объективов применяются в роботизированных PTZ-камерах (поворотных)

на видео ниже пример возможностей 1,3 мегапиксельной ip камеры Hikvision DS-2DF7274-Aс использованием трансфокального объектива

На основании вышеизложенного, надеюсь у вас сформировалось представление о взаимозависимости фокусного расстояния и угла обзора .

Вместе с тем хочу отметить, что на практике же подобрать действительно подходящий угол обзора и объектив для поставленных задач не так просто как кажется.

В связи с этим для целей надлежащей инсталляции системы видеонаблюдения и разрабатывается профессиональное ПО, позволяющего точно и без мертвых зон рассчитать необходимый для каждого конкретного случая угол обзора и как следствие зону видимости.

Утилита Калькулятор объектива поможет подобрать объектив специально для ваших целей

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector