Еще раз о разрешении камер видеонаблюдения

Цель данной заметки (на статью она явно не тянет) –  наглядно продемонстрировать значение разрешения матрицы камер для системы видеонаблюдения. Этим материалом мы хотим сами себе упростить жизнь, ведь значение разрешения, размера и формата матрицы приходится объяснять потенциальным заказчикам весьма часто.   

Сразу оговоримся - само по себе разрешение в мегапикселях далеко не всегда является определяющим. Качественная IP-камера с хорошей, но «не очень мегапиксельной», матрицей и высококлассной оптикой может обеспечить более детальное изображение чем многомегапиксельная камера бюджетного класса.

Пример: фрагмент изображения с 3 Мп камеры AXIS P-series (слева) и 10 Мп камеры ACTi. Фокусное расстояние и расстояние до объекта примерно равны. Детали на картинке от AXIS более мелкие, но…

Тем не менее, от разрешения «танцуют» в большинстве проектов (подбирают, сравнивают и т.д.). А большинство конечных потребителей, похоже, вовсе не замечает других характеристик оборудования (ну, кроме цены конечно).

Высокое разрешение позволяет существенно сократить количество камер на объекте. Ведь даже при широком угле обзора многомегапиксельные IP-камеры обеспечивают приличное качество детализации.

Прежде чем перейти к демонстрации зон уверенного обзора, стоит договориться о терминах и цветовых обозначениях, используемых в данном материале.

Цветовая кодировка зон обзора

Identify – «Фиолетовая зона» – зона идентификации (разрешение 300 пикселей на  метр и более).  Получив изображение злоумышленника с разрешением от 250 пикселей/метр мы уже можем с ним работать – передать в органы, искать по картотекам и т.д. Стоит заметить, что, европейские регламенты судебной науки требуют разрешения 500 пикселей/метр.

Recognise – «Красная зона» – зона распознавания (разрешение 150 пикселей на  метр и более). При таком разрешении лицо на экране не слишком крупное (ок 30 пикс), и использовать его в качестве доказательной базы достаточно проблематично. Однако можно распознать лицо знакомого человека по принципу «свой-чужой», сравнить его с другими имеющимися фрагментами или найти фрагмент снятый другой камерой более крупным планом.

Observe  - «Темно-желтая» зона обзора (разрешение 80 пикселей на  метр и более ) –  оператор визуально фиксирует наличие человека в кадре, может различить мужчина это или женщина (в большинстве случаев), попытаться определить характер действий

В рамках данной статьи мы не рассматриваем более «дальние» зоны т.к., на наш взгляд, толка от картинки с линейным разрешением менее 80 пикселей на метр достаточно мало. Целевыми же для нас являются фиолетовая и красная зона.

Для примера мы взяли планировку торгового зала маленького магазина и попытались понять, можно ли покрыть всю его площадь (6.5*9м) одной обзорной широкоугольной камерой. Безусловно, для магазина также необходима, как минимум, одна камера на кассу, но сейчас мы говорим именно об обзорных функциях.  В нашем примере нет колонн и высоких предметов интерьера, мешающих обзору.

1. Камера с разрешением D1 (704x576), формат матрицы 4:3, фокусное расстояние 2.8мм. Более половины помещения – в светло-желтой зоне.

2. Камера с разрешением 1Mp (1280x720, например ACTi D91), формат матрицы 16:9, фокусное расстояние 2.8мм. Появилась зона уверенной идентификации (300 пикс/метр), однако совсем небольшая. Формат матрицы 16:9 привел к уменьшению вертикального угла обзора и, как следствие, увеличению мертвой зоны под камерой.

3. Камера с разрешением 1.3Mp (1280x960, например HiWatch DS-N211), формат матрицы 4:3, фокусное расстояние 2.8мм. Небольшое увеличение разрешения в сочетании с форматом матрицы 4:3 достаточно значительно раздвинул границы «фиолетовой  зоны». Но угол обзора по горизонтали меньше, чем у камеры 2.

4. Камера с разрешением 1.3Mp (1280x1024, например Beward B1710DR), формат матрицы 4:3, фокусное расстояние 2.8мм.

5. Камера с разрешением 2Mp (1920x1080, например HikVision DS-2CD2122FWD-IS), формат матрицы 16:9, фокусное расстояние 2.8мм. Наиболее популярный сейчас тип камер – 2Мп, формат 16:9. Полный охват по горизонтали и хорошая детализация на ¾ площади.

6. Камера с разрешением 3Mp (2048×1536, например HikVision DS-2CD2132F-I ), формат матрицы 4:3, фокусное расстояние 2.8мм. За счет матрицы формата 4:3 меньше мертвая зона под камерой и больше дистанция уверенной работы.

7. Камера с разрешением 4Mp (2688×1520, пример - Hikvision DS-2CD2742FWD-IS), формат матрицы 16:9, фокусное расстояние 2.8мм. Еще один популярный сегодня тип камер.  Только красная и фиолетовая зона в пропорции примерно 50/50.  Широкоугольная матрица покрывает все помещение по горизонтали (угол более 90 градусов при матрице 1/3 дюйма), но угол обзора по вертикали меньше чем у 3Мп модели.

8. 4K Камера с разрешением 8Mp (4096x2160), формат матрицы 16:9, фокусное расстояние 2.8мм. Практически все помещение просматривается с разрешением не ниже 300 точек на метр

Как видно из визуализаций – чем выше разрешение, тем более детально мы можем контролировать объект, даже если на нем установлена всего одна камера.

Тем не менее не всегда применение многомегапиксельных камер является лучшим решением. Например, в данном гипотетическом проекте как минимум одна дополнительная камера нужна для контроля кассы (верхняя левая часть схемы). Использование 4К камеры обеспечит достаточное линейное разрешение в зоне кассы, но ракурс съемки не позволит контролировать кассовые операции. Кроме того,  необходимо учитывать мертвые зоны, возникающие за предметами обстановки,  колоннами, в нишах и т.д. В этих случаях полезно отказаться от камеры сверх высокого разрешения в пользу (условно) пары камер с более скромными параметрами и меньшим углом обзора.