Какой фокус выбрать для камеры видеонаблюдения?

Фокусное расстояние камер видеонаблюдения

В описании видеокамер можно увидеть такой важный параметр, как Фокусное расстояние. На что же он влияет? Давайте разберемся в данной статье. Фокусное расстояния камеры видеонаблюдения напрямую влияет на угол обзора видеокамеры. Вместе с этим он зависит от формата матрицы видеокамеры. И чтобы определиться с нужными параметрами, необходимо учитывать некоторые правила. К примеру:

1. Чем выше фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения, тем уже будет ракурс осмотра.

2. При одном и том же фокусе видеокамеры, аппарат с крупным габаритом матрицы будет обладать большим углом осмотра.

Словом, фокусное расстояние камеры видеонаблюдения – это ключевой параметр при расчёте контролируемой зоны. Совсем несложные расчеты помогают совершенно точно установить ту зону, которая будет оказываться в поле видимости видеокамеры. Для того чтобы вести наблюдение на пространном участке требуется камера с намного более обширным углом обзора, чем при контроле длинного неширокого коридора.

То есть, от того, насколько больше или меньше удалены наблюдаемые предметы, зависит подбор фокусировки дистанции камеры видеонаблюдения. И чем вернее этот выбор, тем больше объектов оказывается в кадре. Так что, прежде чем покупать видеокамеру, необходимо уделить внимание настройкам и параметрам, особенно углу обзора, от которого находится в зависимости диапазон контролируемой территории.

Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

Итак, Фокусное расстояние и угол обзора видеокамеры — это важный параметр, который определит территорию захватываемую линзой объектива. Он влияет на качество изображения обозреваемой площади, показывая объект в деталях. Правильно выбранное фокусное расстояние позволяет различать требуемые объекты на необходимом расстоянии. Стоит помнить о том, что длиннофокусные объективы рекомендуется использовать, если нужно наблюдать за предметами, находящимися далеко от камеры. Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения?

Для выбора фокусного расстояния необходимо правильное вычисление. Несмотря на то, что все изготовители указывают и размер матрицы, и другие промышленные свойства. Но для понимания необходимо учитывать следующие нюансы:

  1. расстояние, на котором будет находиться наблюдаемый объект;
  2. размер матрицы и объекта.

Из вышесказанного становится ясно, что для различных областей лучше всего подобрать камеру, угол обзора какой охватит все помещение, либо если требуется — часть территории. На сегодняшний день стандартное фокусное расстояние видеокамеры — 3.6мм. На стандартной матрице FullHD 1/2.8” это обеспечивает ракурс осмотра 80 градусов. Это усредненное значение, которое подходит для большинства задач. Такие параметры камеры обеспечивают просмотр лиц и номеров машин на дистанции до 15 метров

Фокусное расстояние длиннофокусных камер и камеры с изменяемым фокусным расстоянием (вариофокальных) обычно составляет 12мм. Если наблюдаемый объект находится далеко, то рекомендуется использовать именно такое устройство. Такая камера обеспечивает детальное изображение на расстоянии до 40 метров.

К примеру, если человек находится на расстоянии 12 метров, то различить четко его сможет камера с фокусным расстоянием 12 метров при угле обзора 21 градус. Поэтому, не лишним будет напомнить, что в каждом отдельном случае следует индивидуально подбирать камеру, чтобы она выполняла те задачи, которые возлагает на нее владелец.

Широко панорамные видеокамеры

Это устройство имеет угол обзора 120 градусов и даже более того. Такой аппарат дает целую панораму происходящего. Камера в состоянии определить лицо человека, находящегося не далее, чем 3 метра от камеры. Именно поэтому выбирать такое устройство следует для того, чтобы контролировать большие открытые пространства. Одна камера вполне справится со своей задачей, и нет необходимости устанавливать дополнительные устройства. Однако нецелесообразно использовать широкоформатную камеру для контроля длинного узкого коридора.

Узко форматные устройства

Камеры с углом обзора 20 градусов, передают картинку в деталях на расстоянии 50 метров. Здесь нужно также учитывать цель установки такой видеокамеры. Большинство владельцев останавливают свой выбор на аппаратах с углом видимости 60-70 градусов, что позволяет вести наблюдение, начиная с 10 метров, и получать гарантированную четкую картинку.

Те, кто впервые устанавливает собственными силами систему наблюдения, допускают различные ошибки. Думая что, купив камеру с матрицей высочайшего разрешения, у которой объектив широкоформатный, покроют огромную площадь наблюдения. При этом рассчитывают на качественную картинку. Важно выбирать камеры с фокусным расстоянием, подходящим именно под Ваши конкретные задачи. Как мы уже отметили выше, для большинства объектов подходят камеры 3.6мм. Для более широкого обзора — 2.8мм. Если Вы затрудняетесь с выбором необходимой для Вас камеры видеонаблюдения, обратитесь к нашим специалистам и мы поможем сделать выбор!

Добавить комментарий или Ваш вопрос по статье!

Мы всегда рады ответить на любые вопросы. Заполните форму, чтобы отправить комментарий или Ваш вопрос. Email нигде не публикуется и мы не используем его для рассылки писем. Комментарий будет опубликован после проверки модератором.

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.

Читать еще:  Видеонаблюдение для дачи поворотная камера

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.

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.

Читать еще:  Камера видеонаблюдения в глазок двери с записью

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°.

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.

Выбор объектива (угла обзора) в камерах наблюдения.

Как бы странно это не звучало, но правильный выбор объектива это самая важная опция при построении системы видеонаблюдения и в ходе этой статьи мы поймем, что это правда. Для начала приведем таблицу зависимости фокусного расстояния и размера матрицы к углам обзора, которую можно неоднократно увидеть на нашем сайте.

В ячейках мы можем увидеть горизонтальный/вертикальный угол обзора.

Так же мы составили графическую таблицу распознавания человека и номера автомобиля в зависимости от разрешения, угла обзора и дальности, разбив по цветам зон, которые позже будут публиковаться.

Изображение бралось на окончании зоны указанного цвета. Итак, что мы видим? В конце красной зоны мы можем распознать незнакомого человека и отлично видим номер, В конце желтой зоны мы можем распознать знакомого человека и с небольшой погрешностью распознать номер. В конце зеленой зоны мы можем увидеть, что это человек, а в конце салатовой зоны мы можем заметить движение.
Имея данную таблицу Вы можете быстро рассчитать, что же можно будет увидеть с определенной модели IP камеры. Но следует иметь в виду, что этот расчет выполнен для идеального освещения и чем освещение хуже, тем расстояние меньше. В ночном режиме автомобильные номера будут бликовать от ИК подсветки.До рассмотрения примеров по этой таблице уже можно сразу сказать, что распознавание с линзой 8 мм в 2.2-2.4 раза выше, чем с линзой 3.6 мм.

Что обычно нужно «неграмотному» клиенту? Чтобы камера видела максимальную ширину обзора. Если это офис, то все вплоть до всех стен, если это дом, то так же хотят максимальный охват, чтобы сэкономить на числе камер и максимально охватить территорию.

Пример 1. Офис.

Имеем помещение 5 на 7 метров, в углу по диагонали к двери устанавливаем камеру с разрешением 1 мп и линзой 2.8мм для максимального обзора помещения.

И что мы видим? Преступник попадает в зеленую зону, а это значит что незнакомого человека мы идентифицировать не сможем даже при идеальном освещении. Кстати, во всех наших примерах девушка в фиолетовой блузке будет указывать место, где человек на камере виден в полный рост.

Если же мы установим линзу 3.6мм, то преступник попадает в середину желтый зоны и его идентификация упрощается, но мы теряем обзорность камеры, не видим часть помещения:

Читать еще:  Квартирные домофоны с видеокамерой

Проблема решается установкой 2 мп камеры с объективом 3.6 мм, поскольку у 2 мп линзы матрица больше, соответственно больше угол обзора:

В этом случае мы охватываем и почти все помещение и имеем достаточно четкое изображение входящего.

Пример 2. Загородный дом.

Загородный дом 10х12 метров с гаражом и забором. Мы делаем расчет на камеры с разрешением 2 мп и попытаемся закрыть территорию минимальным числом камер с фокусным расстоянием объективов 3.6 мм, самая тривиальная задача.:


Что мы видим? Дальний от каждой камеры угол дома оказывается в конце желтой или начале зеленой зоны, а это значит что при идеальном освещении мы не сможем идентифицировать подходящего к другой камере человека, если мы его не знаем. А в сумерках или ночью мы не узнаем даже знакомого человека. А человек у ворот гаража находится глубоко в зеленой зоне и что он делает у ворот мы не увидим даже на хорошей 2мп камере.

Но что будет, если мы заменим объективы на 6 мм?

На противоположном от камеры углу стены мы имеем начало желтой зоны, а значит идентификация будет весьма высокая даже при плохом освещении, вход в гараж так же в середине желтой зоны. Но чудес не бывает, большим фокусом объектива мы получаем большую мертвую зону под камерой, а так же не вся территория закрыта камерами. Какое из этих двух зол выбрать если у нас стоит жесткое ограничение по бюджету? Для начала используем золотое правило полиции — «Чтобы поймать преступника, думай как преступник!». А преступник не знает, какой фокус у установленной камеры и будет идти на максимальном расстоянии от камеры, чтобы она его не узнала. И вряд ли он в курсе слепых зон, поэтому его передвижение должно попасть в зону обзора камеры.

Но добавив всего одну камеру и перенаправив остальные можно серьезно изменить ситуацию с обзором. Наиболее опасная часть дома это сторона, выходящая на общую улицу, именно с этой стороны могут подъехать преступники на транспорте и установив перекрестный обзор двумя камерами мы значительно добавляем к безопасности нашего дома.

Пример 3. Длинный коридор.

В чем специфика длинного коридора? Для большей информативности нам надо больше смотреть по высоте, чем по ширине и для этого больше всего подходят камеры с соотношением сторон 4:3, а это камеры с разрешением 1.3мп, 3мп и 5мп.
Если мы установим камеру с разрешением 1.3 мп и объективом 3.6 мм в коридоре длинной 30 метров, то мы увидим следующую картину:

Идентификация человека невозможна не только в конце коридора, но даже в середине.

Поставим камеру с 6 мм линзой:

Уже немного получше, на коридор в 15 метров вполне бы хватило, но у нас 30 метров.

Что же нам покажет камера с объективом 8 мм?

Узнать знакомого человека в конце коридора уже можно, правда мертвая зона под камерой 7 метров, но эту проблему лучше решить аналогичной встречной камерой.

И в заключении реальный скриншот с коридора длинной 55 метров и объективом 12 мм.

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.

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.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector