Підбираємо фокусна відстань об'єктива

1. Камера - не око
2. Вплив фокусної відстані на кут огляду
3. Обчислюємо фокусна відстань під певну задачу
4. 1. Місце, де буде змонтована камера спостереження.
5. 2. Відстань до об'єкта і розмір охопленого периметра.
6. f = v • S / V,
7. 3. Потреба в зміні кута зору в міру використання.
8. типи об'єктивів
9. фіксовані
10. варіфокальние
11. Трансфокатори (варіфокал з мотором)
12. Риб'яче око
13. PTZ
14. SpeedDome
15. висновок

Хочете, щоб система відеоспостереження виконувала свої функції на всі сто? Для цього необхідно правильно розрахувати фокусна відстань.

Дуже часто в спробі заощадити люди самостійно підбирають відеокамери, після чого сильно розчаровуються в роботі побудованої системи спостереження. Причин тому може бути безліч: невірна схема розміщення камер, не той тип об'єктива, неправильно підібрані кути огляду. Як би там не було, клієнт отримує не те, чого очікував. Щоб ви не потрапили в подібну ситуацію, радимо ознайомитися з викладеним нижче матеріалом.

Камера - не око

Незважаючи на всі досягнення технічного прогресу, навіть найкращої камері спостереження все ще дуже далеко до людського ока. Наскільки високим б не був дозвіл сенсора, жодна компактна камера не може змагатися з оком по частині динамічного діапазону, розрізнення деталей і швидкості фокусування на окремому об'єкті. Ми можемо дивитися вдалину аж до самого горизонту і в наступну секунду розглядати лінії на власній руці. Ми можемо спостерігати за об'єктом, що знаходиться праворуч, потім блискавично перевести погляд на інший об'єкт, що знаходиться на 130 ° лівіше. Камера ж змушена дивитися прямо і завжди на ту відстань і під таким кутом, на яке їй дозволяє фокусна відстань об'єктива. Багато фахівців у сфері відеоспостереження вважають цей параметр мало не більш значущим, ніж дозвіл сенсора, адже від нього безпосередньо залежить, впізнаємо ми особу зловмисника чи ні.

Вплив фокусної відстані на кут огляду

Кут огляду відеокамери визначається фокусною відстанню її об'єктива: чим це відстань більше, тим менше кут. Широкий кут зору дозволяє вам тримати в кадрі велику площу, але не дає потрібної деталізації. У той же час вузький кут дає прекрасну деталізацію оглядає сектора, але в той же час звужує поле зору - ви бачите менше. Широкий кут відмінно підходить для спостереження за великою територією, наприклад, за ділянкою біля контрольно-пропускного пункту або за стоянкою авто.

Вузьконаправлений об'єктив добре себе проявляє, коли важливо спостерігати один об'єкт з максимально можливою деталізацією: це може бути каса супермаркету або робоче місце офісного співробітника. До слова, досить часто покупці роблять помилку, вважаючи, що недолік деталізації при широкому куті огляду вдасться компенсувати високою роздільною здатністю. На жаль, це неможливо: аберації оптичної системи просто не дадуть донести до матриці світло без спотворень. Судіть самі:

У Мережі міститься маса таблиць і формул, які допомагають розрахувати фокусна відстань об'єктива. Однак всі вони носять лише приблизний характер, а часто і зовсім можуть ввести в оману недосвідченого клієнта. Як правило, подібні формули запозичені із застарілих довідників і ГОСТів, складених для аналогових камер з досить посередньої матрицею. Щоб по-справжньому оцінити можливості обладнання і зрозуміти, з якої відстані та чи інша камера зможе розпізнати обличчя людини або номерний знак авто, потрібно подивитися відзняте нею відео.

Пропонуємо вам ознайомитися з нашим роликом, в якому наочно показана здатність камер розпізнавати обличчя і номера машин в залежності від формату (HD або Full HD) і фокусна відстань об'єктива. Нами були протестовані об'єктиви 3,6 мм, як найбільш універсальні, а також трохи більше вузькоспеціалізовані 6 мм.

Ми настійно рекомендуємо нашим покупцям спиратися на особистий візуальний досвід при виборі фокусної відстані об'єктива. Надто вже багато факторів, що впливають на якість зображення: починаючи від дозволу і чутливості матриці і закінчуючи банальним якістю оптики. Якщо ж у вас немає можливості протестувати обладнання в магазині чи ні часу шукати ролик, що демонструє здатності камери до розпізнавання номерних знаків і осіб, можете скористатися викладеним нижче радою.

ПОРАДА:
Щоб дізнатися відстань, з якого можна буде розпізнати обличчя людини і номерний знак авто:

• помножте фокусна відстань Full HD камери на 5;
• помножте фокусна відстань HD камери на 3.

Зрозуміло, такий розрахунок носить лише приблизний характер. Для отримання більш точних даних про фокусну відстань рекомендуємо покладатися на особистий досвід або ж скористатися математичною формулою, яку ми наведемо пізніше.

Як ви вже зрозуміли, при виборі фокусної відстані вкрай важливо знайти оптимальний баланс між детальністю зображення і полем зору. Слід також мати на увазі, що всі короткофокуснікі (2,8 мм і менше) грішать оптичним спотворенням по краях кадру, через що виникає відчуття, ніби дивишся в дверне вічко. Щоб уникнути цього, варто зупинити свій вибір на об'єктивах з більшим фокусною відстанню. Найбільш універсальними в даному відношенні є об'єктиви 3.6 мм. Вони дають досить широкий кут огляду і разом з тим не порушують симетрію кадру. Разом з тим не рекомендуємо зациклюватися на одному типі камер, навіть якщо їх кут огляду здається вам оптимальним. Пам'ятайте: якісні системи спостереження завжди грунтуються на ретельній компонуванні декількох камер з різними кутами огляду і типами об'єктивів.

Обчислюємо фокусна відстань під певну задачу

Щоб правильно підібрати тип об'єктива і його фокусна відстань, потрібно володіти такими даними:

1. Місце, де буде змонтована камера спостереження.

Для відображення якісної, деталізованої картинки камера спостереження повинна правильно підбирати діафрагму, тобто міняти діаметр затвора в залежності від ступеня освітленості сцени. Всі сучасні вуличні відеокамери здатні автоматично регулювати цей параметр, так як освітлення постійно змінюється в залежності від погоди і часу доби. Більш того, топові моделі здатні виробляти аналіз освітленості на більш глибокому рівні. Цьому допомагає технологія WDR (Wide Dynamic Range), здатна «витягати» картинку навіть при яскравому фронтальному освітленні.

2. Відстань до об'єкта і розмір охопленого периметра.

Знаючи ці параметри, можна обчислити приблизну фокусна відстань. Воно розраховується за формулою:

f = v • S / V,

де:
f - фокусна відстань;
v - розмір сенсорної матриці по вертикалі;
S - дистанція до спостережуваного об'єкта (в метрах);
V - висота об'єкта (в метрах).

Розмір матриці можна визначити, користуючись цією таблицею:

Наведемо приклад розрахунку.
Припустимо, нам потрібно вести спостереження за сегментом будівлі висотою 18 метрів з дистанції 30 метрів. Для камери спостереження, оснащеної матрицею формату 1/3 ", отримуємо:
f = 3,6 • 30/18 = 6 мм
Отже, для наших цілей краще всього підійде об'єктив з фокусною відстанню 6 міліметрів. Однак слід мати на увазі, що такий розрахунок зовсім не гарантує розпізнавання осіб і номерів авто. Керуючись цією формулою, можна лише зрозуміти, чи буде камера охоплювати потрібну територію .;

3. Потреба в зміні кута зору в міру використання.

Якщо в процесі спостереження слід змінювати кут зйомки, слід підшукати камеру з ручним або механічним трансфокатором. В іншому випадку підійде будь-яка камера без такого. Ручний трансфокатор налаштовується за допомогою викрутки, механічний дозволяє регулювати наближення / видалення прямо з пульта.

ПОРАДА:
Завжди підбирайте фокусна відстань відповідно до розміру спостережуваного периметра і не намагайтеся замінити дві камери однієї. Якщо перед об'єктивом раптом виявляться добре освітлені предмети або люди, частково перекривають огляд, електроніка відкоригує експозицію матриці відповідно до загальної освітленістю кадру. Це рівносильно зниженню чутливості камери, в зв'язку з чим дальність виявлення істотно погіршиться.

типи об'єктивів

У сфері відеоспостереження широко поширені шість типів об'єктивів.

фіксовані

З фіксованими об'єктивами все гранично просто - вони не дозволяють змінювати фокусну відстань і їх конструкція гранично проста. З цієї причини вони стоять дешево і користуються широким попитом. Такі об'єктиви звичайно вибирають, коли налаштовують систему спостереження один раз і надовго.

варіфокальние

Варіфокал дозволяє вручну налаштовувати фокусна відстань, в зв'язку з чим має більш широку сферу застосування. Варіфокальние об'єктиви воліють фіксованим, коли є ймовірність перемонтування камер на інший об'єкт або є необхідність настройки кутів безпосередньо на об'єкті з метою повного усунення сліпих зон.

Трансфокатори (варіфокал з мотором)

Існують камери, оснащені трансфокатором - моторизованим варіфокальним об'єктивом, що дозволяє змінювати фокусну відстань дистанційно. Їх головним мінусом є висока ціна. Ще один мінус полягає в повній відсутності або дуже погану роботу автофокусу. Як правило, такі камери використовуються в складних системах спостереження, коли необхідно контролювати великий відкритий простір.

Риб'яче око

Об'єктиви «риб'яче око» в якійсь мірі унікальні. Вони дають можливість вести панорамну зйомку всього приміщення, а потім програмно розбивати відеопотік на кілька віртуальних камер. Зберігати матеріал можна в первісному сферичному вигляді, а при необхідності діставати з архіву і отсматрівать потрібний сектор за допомогою цифрового наближення.

PTZ

Камера PTZ дає користувачеві повний віддалений контроль над вибором напрямку зйомки і зумом. Пристрій може управлятися автоматично (за заздалегідь заданим алгоритмом) або вручну. Топові моделі мають вбудовану на рівні прошивки функцію авто стеження за рухомим об'єктом. Якщо камера засікає зміна пікселів в поле своєї видимості, вона тут же переміщує видошукач і фокусується на цьому місці.

SpeedDome

SpeedDome - це дуже швидкісні поворотні купольні камери з потужним оптичним зумом (до 35X). Вони мають широкі налаштування управління і відмінно підходять для спостереження за великою відкритою територією.

висновок

Сподіваємося, наша стаття, заснована на досвіді застосування різних об'єктивів з широким діапазоном фокусних відстаней, буде для вас корисною. Підбирайте правильне обладнання, спираючись на власний візуальний досвід або ж математичні розрахунки, зроблені фахівцями. Тільки в цьому випадку система спостереження буде виконувати свої охоронні функції на всі сто!

Стаття розміщена за згодою автора: ТОВ "СамараКам" Оригінал статті: www.samaracam.ru