Выбор фокусного расстояния объектива камеры видеонаблюдения

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.

Размер матрицы	1/2”	1/3”	1/4”
По горизонтали, мм	6,4	4,8	3,2
По вертикали, мм	4,8	3,6	2,4

—>

• 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.

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.

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.

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.

На каком расстоянии камеры наблюдения могут отчётливо фокусировать объекты

Чтобы выделить область видеонаблюдения используется такой показатель, как фокусное расстояние камеры. Проведенные расчеты позволяют выявить оптимальный угол обзора объектива. Для правильной настройки видео систем важно отметить участок, который будет отображаться в кадрах оборудования. Выясним, как узнать фокусное расстояние и как произвести грамотные расчеты.

Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

Можно ли опознать человека во время съемки зависит от значения фокусного расстояния. Рекомендуется найти оптимальное соотношение между детализацией картинки и обзорным углом видеокамеры.

В любом видео оборудовании имеют значение три важных составляющих. Это размер матрицы, который измеряется в дюймах 1/2″.

Фокусное расстояние обозначается в мм и имеют обозначение f. Угол обзора измеряется в градусах. Важен и zoom камеры видеонаблюдения, который связан с фокусом.

Даже использование оборудования с высоким разрешением не является гарантией распознавания субъекта на картинке. При рассмотрении параметров камер видеонаблюдения стоит воспользоваться рекомендациями:

1. Узнать знакомого человека можно на дистанции, которая не превышает расстояние объектива камеры видеонаблюдения в метрах. Если этот параметр равен 10 мм, то узнать человека можно на расстоянии 10 метров.
2. Рассмотреть на 100 % незнакомца поможет расстояние не более половины фокусного расстояния объектива в метрах. Если f=10, то рассмотреть субъекта можно с дистанции до 5 метров.

Размер матрицы

Это значение влияет на качество картинки. Размер матрицы выглядит, как дробь. Чем больше это значение, тем лучше. Получаются более четкое кадры и обширнее угол обзора. При подборе устройства нужно учитывать размер матрицы совместно с числом пикселей.

Если для размеров 1/3″ и 1/4″ предусмотрено равное количество пикселей, в первом случае изображение будет лучшего качества.

Угол обзора

Небольшой зоной обхвата отличаются узкоугольные конструкции. Их используют для установки перед банкоматами и кассовым оборудованием.

Стоит учитывать следующие советы:

1. Оборудование от 3 до 30 градусов (узкоугольное) подходит для монтажа на лестницах, рядом со зданиями и в коридорах.
2. Приборы со средним углом от 30 до 70 градусов подходит для зон средней площади. Это могут быть парковки, офисы и кабинеты.
3. Устройства широкоугольного типа до 95 градусов используются для наблюдения за большими помещениями и входными группами.

От каких параметров зависит угол обзора

На угол воздействует и такой компонент, как матрица. При больших значениях, угол обзора снижается.

Определяем необходимое фокусное расстояние

Чтобы грамотно выбрать видеокамеру, следует произвести расчет фокусного расстояния. Все основные характеристики компании указывают при продаже продукции.

На подбор фокусного расстояния влияют такие параметры:

1. Габариты матрицы.
2. Размер объекта.
3. Расстояние до объекта наблюдения.

Произвести расчет можно, используя определенные технические параметры. Для этого применяется формула – F=h*S/H.

Также используется и другая формула F=v*S/V.

Теперь разберем эти значения:

1. h – параметры матрицы в горизонтальном направлении.
2. H – габариты объекта в горизонте.
3. S- расстояние до предметов.
4. v-размер матрицы в вертикальной проекции.
5. V-размер объекта.

Чтобы произвести расчеты можно воспользоваться специальным калькулятором.

Пример расчета фокусного расстояния

Рассмотрим простой пример расчета для осуществления видеонаблюдения на территорию предприятия. Основная цель — видеонаблюдение на расстоянии всех машин, которые подъезжают к проходной.

В данном случае используется камера Proto AHD-1W-EH10F(?)IR. Ширина ворот равняется шести метрам. А между оборудованием и проходом дистанция 7 метров. С помощью формулы проведем расчет F=3.2*7/6=3,7 мм. Значение 3,2 относится к размеру матрицы.

Размеры сторон матрицы камеры видеонаблюдения в таблице

Как выбрать фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

Важные параметры оказывают влияние на качество отображаемой территории и демонстрируют объект в подробностях. Правильно подобранное значение позволяет различать изображения на нужном расстоянии. Если нужно обеспечить наблюдение за предметами, расположенными далеко от оборудования, используют длиннофокусные объективы.

К примеру, в лифте достаточно будет камеры с самыми малыми параметрами. Так как там нет и 3-х метров расстаяния.

Для разных участков нужно подбирать камеру, которая будет охватывать весь участок или часть территории. Стандартное фокусное расстояние составляет 3,6 мм. Стандартная матрица обеспечивает ракурс с просмотром в 80 градусов. Длиннофокусное оборудование имеет фокусное расстояние 12 мм и 16 миллиметров (смотрите таблицу). Такой вариант подходит при отдаленном расположении объекта наблюдения, он есть у более современных камер.

Узкоформатные устройства

Оборудование с углом обзора в 20 градусов передает картинку в деталях на расстоянии 50 метров. При выборе камеры учитывается цель ее применения. Многие потребители выбирают приборы с углом видимости 60-70 градусов. Это позволяет выполнять наблюдение от 10 метров. Изображение получается четким.

Широко панорамные видеокамеры

Подобные устройства обладают углом обзора 120 градусов. Устройство обладает углом обзора в 120 градусов. Такое оборудование выбирается для контроля за большими открытыми пространствами.

Видео по теме: Фокусное расстояние. Выбор угла обзора

Советы по выбору оборудования

От правильного выбора системы наблюдения зависит эффективность ее работы. Подобрать подходящий вариант помогут наводящие вопросы:

1. Какая цель применения? Это может быть сдерживающее устройство или скрытый аппарат. Корпусные камеры отличаются крупными размерами. А для скрытого видеонаблюдения подходят купольные устройства.
2. Где будет использоваться прибор в помещении или на улице? Конструкции для наружного применения имеют защитный кожух.
3. Какую площадь должна охватывать камера? Важно определить, сколько приборов понадобиться и какая должна быть сеть. Некоторые приборы обладают широким углом обзора и позволяют применять меньшее количество устройств.

Особое внимание стоит уделить и уровню детализации изображения и разрешению. Перед покупкой необходимо оценить особенности пространства и определить важные характеристики оборудования.

Принцип расчета фокусного расстояния камеры видеонаблюдения

Принцип расчета фокусного расстояния камеры видеонаблюдения

Фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения — это параметр, который мы берем за основу при расчете зоны обзора камеры. От его величины и физического размера матрицы зависит угол обзора объектива. Проведя не сложные геометрические расчеты можно довольно точно определить зону, которая будет попадать в кадр камеры видеонаблюдения.

Параметры, влияющие на угол обзора

Как известно, три основных параметра видеокамеры взаимозависимы, это:

1. Фокусное расстояние объектива;
2. Угол обзора объектива;
3. Физический размер матрицы видеокамеры.

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора. Это значит, что можно наблюдать за объектами, которые находятся на относительно большом удалении от камер видеонаблюдения. И наоборот, чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора.

Угол обзора, также зависит от размера матрицы. Чем больше размер матрицы, тем меньше угол обзора камеры и наоборот.

Угол обзора камеры влияет:

• на качество изображения;
• на обозреваемую площадь;
• на функцию детализации;
• на функцию различия лиц;
• на размеры находящихся под наблюдением объектов.

Расчет фокусного расстояния камеры видеонаблюдения нужен для правильного подбора видеокамеры. Зачастую роизводители указывают в технических характеристиках физический размер матрицы, фокусное расстояние и реже угол обзора. Но для понимания, рассмотрим, что влияет на выбор фокусного расстояния. Это:

1. На каком расстоянии находится объект наблюдения;
2. Физического размера матрицы;
3. Размера объекта.

Итак, имея технические характеристики камеры, можно рассчитать фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения по следующим формулам:

F= h*S/Н или F= v*S/V,

где h – размер матрицы по горизонту;

S – расстояние до объекта видеонаблюдения;

H – горизонтальный размер объекта;

v – размер матрицы по вертикали;

V – вертикальный размер объекта.

Размеры сторон матрицы камеры видеонаблюдения приведены в таблице:

Размер матрицы	1/4”	1/3”	1/2”
По горизонтали, мм	3,2	4,8	6,4
По вертикали, мм	2,4	3,6	4,8

Приведем пример расчета фокусного расстояния и выбор камеры. Так при необходимости наблюдения за въездом и проходом через ворота на территорию предприятия с целью обнаружение автомобилей и людей при въезде-входе на территорию предприятия;

Ширина прохода и ворот 6 метров;

Расстояние от камеры до прохода 7 метров;

Камера Proto AHD-1W-EH10F(?)IR, после буквы F должно указываться фокусное расстояние. Его мы рассчитаем по вышеприведенной формуле:

где 3,2 размер матрицы по вертикали, т.к. в камере Proto AHD-1W-EH10F(?)IR установлена матрица размером 1/4”.

Так как объективы на видеокамере выполнены с фиксированными фокусными расстояниями, то выбираем ближайший меньший т.к. если выбрать ближайший больший, то часть объекта не будет попадать в кадр камеры.

При достаточно простых расчетах видно, что камере Proto AHD-1W-EH10F36IR по силам не только обнаружение, но и распознавание человека на объекте, не говоря уже о номерах автомобилей.

На самом деле кроме этого необходимо вычислить фокусное расстояние по вертикали, а также высоту и угол установки видеокамеры, но мы эти расчеты намеренно упускаем, т.к.мы не ставим перед собой задачу полного расчета, мы лишь хотели показать на данном примере только методику расчета фокусного расстояния и выбора камеры по этому расчету.

Бывают ситуации, когда невозможно четко определить зону контроля видеокамеры или существует необходимость менять размер этой зоны, с определенной периодичностью периодичностью и наоборот, когда нужно более точно определить зону контроля. В этих случаях поможет камера с вариофокальным объективом, на которых можно менять без особых проблем фокусное расстояние вручную.

Для расчета фокусного расстояния камер видеонаблюдения есть специальные онлайн калькуляторы. Вы можете перейти по ссылкам ниже, чтобы быстро рассчитать нужные параметры.

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.

Также на практике можно отталкиваться от следующих правил:

дистанция уверенного распознавания знакомого вам человека, выраженная в метрах, примерно соответствует фокусному расстоянию, выраженному в миллиметрах.

дистанция для идентификации незнакомого человека. Значение фокусного расстояния объектива в миллиметрах примерно равно расстоянию до человека в метрах, деленное на два.

дистанция для обнаружения человека в поле зрения камеры. Значение фокусного расстояния объектива в миллиметрах примерно равно расстоянию до человека в метрах, помноженное на семь.

дистанция для распознавания номера автомобиля. Значение фокусного расстояния объектива в миллиметрах примерно в 1,5 раза меньше расстояния до номера автомобиля в метрах.

для распознавания силуэта человека требуется, чтобы на экране монитора он занял 1/10 часть.

для идентификации знакомого вам человека его фигура должна занимать 1/3 экрана монитора.

для идентификации не известного вам лица на экране монитора необходимо отобразить 2/3 высоты человека

для распознавания номера автомобиля, номер должен занимать не менее 1/2 части экрана

Также в некоторых случаях, может оказаться полезной информация о максимальных линейных размерах (горизонтальные х вертикальные) видимого объекта в зависимости от дистанции до него и фокусного расстояния объектива. Расчеты сделаны для видеокамер с форматом матрицы 1/3″.