Основа любой видеокамеры – полупроводниковая ПЗС-матрица (CCD). Реже на дешевых моделях встречается КМОП-матрица (Cmos). Падающий на нее через объектив свет преобразуется в электрический сигнал. Матрица состоит из фоточувствительных ячеек, которые формируют элементы изображения - пикселы. Чем больше пикселов, тем чётче и детальней изображение. Подробнее о CCD и Cmos матрицах смотрите в википедии.
Практически во всех охранных камерах бюджетного диапазона используются матрицы производства Sony, Sharp, LG, Samsung, Panasonic. Матрицы Sony, как правило, дают более качественное изображение, (при более высокой стоимости). Заметим, что качество изображения определяется не только матрицей, но и общим уровнем схемотехники, правильным подбором и качеством объектива, условиями эксплуатации.
Размер матрицы измеряется в дюймах. Предпочтительнее выбирать камеру с большей матрицей - т.к. уровень геометрических искажений в ней ниже, изображение, записанное пикселами большего размера чётче (при нормальной освещённости). Единственные премущества матриц малого формата – их меньшее энергопотребление и цена,
Для бюджетного видеонаблюдения вполне достаточно качества изображения, которое обеспечивается камерами формата 1/3 дюйма (4,8х3,6мм). Матрицу формата 1/4" (3,6х2,7мм) не рекомендуется применять без необходимости. Даже при хорошем уровне освещённости на фрагментах изображения, полученного с камер формата ¼ иногда виден шум.
Какую камеру выбрать: черно-белую, или цветную?
Цветные позволяют получить больше информации о наблюдаемом объекте. На цветном изображении можно увидеть то, что незаметно на черно-белом. Однако черно-белые видеокамеры более чувствительны (могут работать почти в полной темноте, в условиях небольшого тумана) и имеют лучшую (в полтора-два раза) разрешающую способность. Черно-белые видеокамеры стоят дешевле цветных.
Из сказанного можно сделать следующий вывод: цветные камеры следует устанавливать при наличии достаточного освещения и если цветное изображение действительно необходимо: например для идентификации цвета транспортного средства. Кроме того, для эффективного применения цветного видеонаблюдения ночью необходимо обязательно включать в состав системы видеонаблюдения дополнительные средства освещения.
Иногда применяются камеры, работающие в гибридном режиме, т.н. «день-ночь» (day-night). Это цветные камеры, которые при низкой освещённости переключаются в чёрно-белый режим. В дорогих камерах убирается ИК-фильтр (улучшает цветопередачу в нормальных условиях), в бюджетных эффект достигается программно. Тем не менее, черно-белая видеокамера всё же имеет более четкую «картинку», чем цветная видеокамера в черно-белом (ночном) режиме.
Объектив - второй по важности компонент камеры. Объективы отличаются качеством оптики: в бюджетных камерах можно встретить даже пластиковые линзы, у стеклянных качество естественно выше, но они дороже. Наиболее важным параметром объектива является его фокусное расстояние (Focal Length), измеряется в миллиметрах. Применяются и объективы с переменным фокусом – вариофокальные.
От фокусного расстояния объектива зависит угол обзора видеокамеры, другими словами - максимальная дистанция на которой можно уверенно рассмотреть объект.
Широкий угол обзора не позволяет разглядеть мелкие детали, но позволяет лучше оценить обстановку в целом. Узкий угол - высокая детализация.
С увеличением фокусного расстояния угол обзора камеры уменьшается. Это позволяет рассматривать более отдалённые предметы, так как объект наблюдения занимает большую площадь экрана.
Выбор объектива по фокусному расстоянию производится на основании требований необходимого угла обзора (Angle of view) или, предполагаемого расстояния до объекта наблюдения (Object distance).
В документации чаще всего указывается значение угла обзора по диагонали. Для максимального обзора выбирают широкоугольные объективы с фокусным расстоянием порядка 3,6 мм. Это наиболее популярный формат для видеонаблюдения. При этом угол обзора камеры будет около 70° по горизонтали, что примерно соответствует естественному углу обзора человека (около 60-70°). Длиннофокусные объективы с углом обзора менее 40° в основном используют при видеонаблюдении периметра объекта или узкой зоны (например,въезда на автостоянку). Зная угол обзора видеокамеры по диагонали, можно вычислить углы обзора по горизонтали и вертикали (см.таблицу).
Зависимость параметров от фокусного расстояния для матриц 1/3”
Фокусное расстояние, мм
2,5
2,9
3,6
4,3
5,5
6,0
8,0
12
16
25
50
Угол обзора диагональ
150
130
92
73
70
53
40
28
21
14
7
Угол обзора вертикаль
90
78
54
47
40
32
24
17
12
8
4
Угол обзора горизонталь
120
104
72
62
55
42
32
23
17
11
5,5
Дистанция наилучшего распознавания, м
2
3
3,5
4
5
6
8
12
16
25
50
Различимость деталей зависит от того, какую часть экрана занимает интересующий объект. Чем больше объектов в кадре, тем они мельче.
Упрощенно можно использовать следующие соотношения для систем охранного видеонаблюдения:
✔ для распознания силуэта человека требуется, чтобы он занял 1/10 часть экрана.
✔ Знакомого человека, в поле зрения видеокамеры можно узнать на расстоянии не больше фокусного расстояния объектива видеокамеры в метрах. Например, видеокамера с f=8мм позволит узнать человека на расстоянии до 8м. Его фигура должна занимать 1/3 экрана монитора.
✔ Незнакомого Вам человека на 100% можно идентифицировать на расстоянии не больше половины фокусного расстояния объектива видеокамеры в метрах. Для этого нужно как минимум в полный экран «поместить» 2/3 высоты человека.
✔ Для уверенного распознания номера автомобиля – его отображение необходимо разместить в 1/4 части экрана. Автомобильный номер распознается на расстоянии в 1,5 раза меньшем, чем фокусное расстояние объектива видеокамеры в метрах. Например, видеокамера с F=12мм позволит различить номер автомобиля на расстоянии до 8м.
Это очень важная практическая информация, позволяющая не вдаваясь в сложные вычисления подобрать камеру под конкретные задачи.
Пример: Разместив камеру с фокусным расстоянием F=3,6, мы сможем увидеть весь офис, но входящего через дверь человека будет узнать тяжело, так как его изображение на мониторе займет лишь маленькую часть. А на расстоянии 3 метра человеческая фигура в полный рост займёт примерно 2/3 экрана по вертикали, что позволяет уверенно провести идентификацию.
При фокусном расстоянии F=12, всего офиса видно не будет, но на экране монитора будет четко виден входящий посетитель.
Так как практически невозможно обеспечить узнаваемость деталей по всему полю обзора камеры, исходя из особенностей охраняемого объекта, нужно продумать правильную расстановку видеокамер наблюдения, а также их необходимое количество.
Определение линейных размеров видимого изображения для разных фокусных расстояний объективов
Магазин на Оболони
(м.Оболонь, Малиновского 12
ТРЦ Метрополис, 2й этаж)
раб. дни с 10-00 до 19-00
1я и 3я сб с 10-00 до 14-00
Life 093- 401-68-32
e-mail: magumkit@i.ua
Viber: (050) 885-51-06
