1. До питання про вибір об'єктива Плануючи розгорнути систему відеоспостереження, ви неминуче ставите...
2. До питання про вибір об'єктива

До питання про вибір об'єктива

Плануючи розгорнути систему відеоспостереження, ви неминуче ставите питаннями: куди і скільки встановити камер? Як визначити найкращі місця їх розташування, щоб уникнути «сліпих зон»? На якій відстані від об'єктів спостереження встановити камери, щоб в результаті вийшло досить чітке зображення потрібних деталей?

На вигляд і якість зображення великий вплив мають не тільки параметри відеокамери і об'єктива, але і їх правильне поєднання. Так, іноді відмінний, дорогий об'єктив може давати навіть гірше зображення, ніж альтернативна дешева модель.

Розповімо про основні чинники, що впливають на якість і масштаб відеозображення, які слід враховувати при виборі об'єктива для камери, щоб по максимуму використовувати їх можливості і при цьому уникнути непотрібних витрат.

Кут огляду об'єктива
Однією з важливих характеристик систем відеоспостереження є кут огляду об'єктива. Від нього безпосередньо залежить кількість і можливі місця установки камер на об'єкті. Кут огляду об'єктива визначає величину видимого об'єкта і масштаб зображення в кадрі.

Мал.1

Оптична схема отримання зображення на матриці

З цієї схеми видно, що на величину кута огляду безпосередньо впливає не тільки фокусна відстань об'єктива, але і розміри матриці:

І якщо з фокусна відстань визначити досить легко, знаючи модель об'єктива, то з розміром матриць не все так просто.

Розмір матриці відеокамери
Залежно від співвідношення сторін (4: 3 або 16: 9), у матриць з однією і тією ж діагоналлю фізичні розміри різні (Таблиця 1). Тому, наприклад, камера на матриці 1/3 '' з співвідношенням сторін 4: 3 дає більший кут огляду по вертикалі і менший по горизонталі, ніж камера на матриці з такою ж діагоналлю, але співвідношенням 16: 9.

Формат матриціДіагональ матриці (мм)Співвідношення сторін

4: 3 16: 9 Ширина (мм) Висота (мм) Ширина (мм) Висота (мм) 1/4 4.23 3.39 2.54 3.69 2.08 1/3 5.64 4.52 3.39 4.92 2.77 1 / 2.8 6.05 4.84 3.63 5.27 2.96 1 / 2.7 6.27 5.02 3.76 5.47 3.07 1 / 2.5 6.77 5.42 4.06 5.90 3.32 1/2 8.47 6.77 5.08 7.38 4.15 Таблиця 1 Залежність фізичних розмірів матриці від співвідношення сторін

З метою полегшення підбору сумісної оптики і розрахунку кутів огляду зазвичай заявляють найближчим зі стандартних значень для діагоналі матриці: 1 '', 1/2 '', 1 / 2.5 '', 1 / 2.7 '', 1 / 2.8 '', 1 / 3 '', 1/4 ''. При цьому вимірювати її прийнято в відіконових дюймах. Ця одиниця виміру, рівна 2/3 звичайного дюйма, була введена з часів зародження телебачення, коли прийомним елементом в телекамери служила електронна трубка ( «видикон»), а розмір позначав її діаметр (в який повинен був вписуватися з запасом знімається кадр).

Крім цього необхідно пам'ятати, що на деяких режимах роботи камери частина пікселів матриці не використовується. Тому при визначенні кута огляду слід говорити не стільки про розмір матриці, скільки про розмір активної області матриці.

Для наочності наведемо кілька прикладів:

N1000 (Рис. 2): для всіх можливих режимів роботи активна область матриці залишається незмінною.

Мал.2

N1000. 0.3 Мп, VGA, 1/4 ''

Розмір матриці: 3.7 х 2.77мм, діагональ 4,62 мм = 1 / 3.67 відіконових дюйма (найближче значення 1/4 '').

N37210 (Рис. 3): в залежності від режиму роботи активна область матриці змінюється майже на 30% по вертикалі і 25% по горизонталі.

Мал.3

N37210. 2 Мп, FullHD, 1 / 2.7 ''

Розмір матриці: 5.71 х 3.14 мм, діагональ 6.52 мм = 1 / 2.6 відіконових дюйма (найближче значення 1 / 2.7 ''). При дозволі 1024х768 розмір активної області матриці зменшується до 4.58 х 2.32 мм.

BD2570 (Рис. 4): в залежності від режиму роботи активна область матриці змінюється майже на 50% по вертикалі і 25% по горизонталі.

Мал.4

BD2570. 5 Мп, 1 / 2.5 ''

Розмір матриці: 5.61 х 4.31 мм, діагональ 7.08 мм = 1 / 2.39 відіконових дюйма (найближче значення 1 / 2.5 ''). При дозволі 1280х720 розмір активної області матриці зменшується до 4.22 х 2.21 мм.

З цих прикладів видно, що величина матриці може відрізнятися від зазначеної в паспорті, а розмір її активної області - змінюватися в залежності від режиму роботи.

Однак, при обчисленні кута огляду слід враховувати не тільки цю особливість, але і той факт, що аберації реального об'єктива призводять до ускладнення розрахунків.

У більшості об'єктивів, які використовуються в CCTV, підвищення якості зображення здійснюється шляхом ускладненням оптичної системи з метою зменшення аберацій, що впливають на роздільну здатність. Це часто призводить до збільшення геометричних аберацій, таких як дисторсия (рис. 5), які сприймаються як побічний ефект.

Мал.5

Ідеальне зображення без дисторсии (а), зображення з дісторсией типу «подушка» (б), зображення з дісторсией типу «бочка» (в)

Наприклад, позитивна дисторсия скорочує кут огляду непропорційно швидко при зменшенні активної області матриці (синя рамка на рис. 6).

Мал.6

Кадри, зроблені об'єктивом з дісторсией (а) і об'єктивом без дисторсии (б)

Цей ефект спостерігається як при зміні режимів роботи однієї і тієї ж камери, так і при установці об'єктиву на матриці різних форматів. Наприклад, видимий кут огляду у 8-мм дісторзірующего об'єктива на матриці 1/2 може бути як у 6-мм, а на матриці 1/3 - як у 7-мм.

Непропорційне зменшення кута огляду реального об'єктива з позитивною дісторсией пояснюється зміщенням фокальній площині в центрі кадру, на відміну від ідеального об'єктива (рис. 7), для якого вірні співвідношення

Мал.7

Оптична схема ідеального об'єктива (а) і реального об'єктива з позитивною дісторсией (б)

Таким чином, спрогнозувати, якими будуть якість і масштаб відеозображення для пари «камера-об'єктив» можна досить точно тільки якщо враховувати всі впливають на це параметри відеосистеми. Універсальний калькулятор BEWARD дозволяє не просто обчислити області видимості і кути огляду, але і підібрати відповідні об'єктиви для камер BEWARD.

До питання про вибір об'єктива

Плануючи розгорнути систему відеоспостереження, ви неминуче ставите питаннями: куди і скільки встановити камер? Як визначити найкращі місця їх розташування, щоб уникнути «сліпих зон»? На якій відстані від об'єктів спостереження встановити камери, щоб в результаті вийшло досить чітке зображення потрібних деталей?

На вигляд і якість зображення великий вплив мають не тільки параметри відеокамери і об'єктива, але і їх правильне поєднання. Так, іноді відмінний, дорогий об'єктив може давати навіть гірше зображення, ніж альтернативна дешева модель.

Розповімо про основні чинники, що впливають на якість і масштаб відеозображення, які слід враховувати при виборі об'єктива для камери, щоб по максимуму використовувати їх можливості і при цьому уникнути непотрібних витрат.

Кут огляду об'єктива
Однією з важливих характеристик систем відеоспостереження є кут огляду об'єктива. Від нього безпосередньо залежить кількість і можливі місця установки камер на об'єкті. Кут огляду об'єктива визначає величину видимого об'єкта і масштаб зображення в кадрі.

Рис.1

Оптична схема отримання зображення на матриці

З цієї схеми видно, що на величину кута огляду безпосередньо впливає не тільки фокусна відстань об'єктива, але і розміри матриці:

І якщо з фокусна відстань визначити досить легко, знаючи модель об'єктива, то з розміром матриць не все так просто.

Розмір матриці відеокамери
Залежно від співвідношення сторін (4: 3 або 16: 9), у матриць з однією і тією ж діагоналлю фізичні розміри різні (Таблиця 1). Тому, наприклад, камера на матриці 1/3 '' з співвідношенням сторін 4: 3 дає більший кут огляду по вертикалі і менший по горизонталі, ніж камера на матриці з такою ж діагоналлю, але співвідношенням 16: 9.

Формат матриціДіагональ матриці (мм)Співвідношення сторін

4: 3 16: 9 Ширина (мм) Висота (мм) Ширина (мм) Висота (мм) 1/4 4.23 3.39 2.54 3.69 2.08 1/3 5.64 4.52 3.39 4.92 2.77 1 / 2.8 6.05 4.84 3.63 5.27 2.96 1 / 2.7 6.27 5.02 3.76 5.47 3.07 1 / 2.5 6.77 5.42 4.06 5.90 3.32 1/2 8.47 6.77 5.08 7.38 4.15 Таблиця 1 Залежність фізичних розмірів матриці від співвідношення сторін

З метою полегшення підбору сумісної оптики і розрахунку кутів огляду зазвичай заявляють найближчим зі стандартних значень для діагоналі матриці: 1 '', 1/2 '', 1 / 2.5 '', 1 / 2.7 '', 1 / 2.8 '', 1 / 3 '', 1/4 ''. При цьому вимірювати її прийнято в відіконових дюймах. Ця одиниця виміру, рівна 2/3 звичайного дюйма, була введена з часів зародження телебачення, коли прийомним елементом в телекамери служила електронна трубка ( «видикон»), а розмір позначав її діаметр (в який повинен був вписуватися з запасом знімається кадр).

Крім цього необхідно пам'ятати, що на деяких режимах роботи камери частина пікселів матриці не використовується. Тому при визначенні кута огляду слід говорити не стільки про розмір матриці, скільки про розмір активної області матриці.

Для наочності наведемо кілька прикладів:

N1000 (Рис. 2): для всіх можливих режимів роботи активна область матриці залишається незмінною.

N1000. 0.3 Мп, VGA, 1/4 ''

Розмір матриці: 3.7 х 2.77мм, діагональ 4,62 мм = 1 / 3.67 відіконових дюйма (найближче значення 1/4 '').

N37210 (Рис. 3): в залежності від режиму роботи активна область матриці змінюється майже на 30% по вертикалі і 25% по горизонталі.

N37210. 2 Мп, FullHD, 1 / 2.7 ''

Розмір матриці: 5.71 х 3.14 мм, діагональ 6.52 мм = 1 / 2.6 відіконових дюйма (найближче значення 1 / 2.7 ''). При дозволі 1024х768 розмір активної області матриці зменшується до 4.58 х 2.32 мм.

BD2570 (Рис. 4): в залежності від режиму роботи активна область матриці змінюється майже на 50% по вертикалі і 25% по горизонталі.

BD2570. 5 Мп, 1 / 2.5 ''

Розмір матриці: 5.61 х 4.31 мм, діагональ 7.08 мм = 1 / 2.39 відіконових дюйма (найближче значення 1 / 2.5 ''). При дозволі 1280х720 розмір активної області матриці зменшується до 4.22 х 2.21 мм.

З цих прикладів видно, що величина матриці може відрізнятися від зазначеної в паспорті, а розмір її активної області - змінюватися в залежності від режиму роботи.

Однак, при обчисленні кута огляду слід враховувати не тільки цю особливість, але і той факт, що аберації реального об'єктива призводять до ускладнення розрахунків.

У більшості об'єктивів, які використовуються в CCTV, підвищення якості зображення здійснюється шляхом ускладненням оптичної системи з метою зменшення аберацій, що впливають на роздільну здатність. Це часто призводить до збільшення геометричних аберацій, таких як дисторсия (рис. 5), які сприймаються як побічний ефект.

Ідеальне зображення без дисторсии (а), зображення з дісторсией типу «подушка» (б), зображення з дісторсией типу «бочка» (в)

Наприклад, позитивна дисторсия скорочує кут огляду непропорційно швидко при зменшенні активної області матриці (синя рамка на рис. 6).

Рис.6

Кадри, зроблені об'єктивом з дісторсией (а) і об'єктивом без дисторсии (б)

Цей ефект спостерігається як при зміні режимів роботи однієї і тієї ж камери, так і при установці об'єктиву на матриці різних форматів. Наприклад, видимий кут огляду у 8-мм дісторзірующего об'єктива на матриці 1/2 може бути як у 6-мм, а на матриці 1/3 - як у 7-мм.

Непропорційне зменшення кута огляду реального об'єктива з позитивною дісторсией пояснюється зміщенням фокальній площині в центрі кадру, на відміну від ідеального об'єктива (рис. 7), для якого вірні співвідношення

Рис.7

Оптична схема ідеального об'єктива (а) і реального об'єктива з позитивною дісторсией (б)

Таким чином, спрогнозувати, якими будуть якість і масштаб відеозображення для пари «камера-об'єктив» можна досить точно тільки якщо враховувати всі впливають на це параметри відеосистеми. Універсальний калькулятор BEWARD дозволяє не просто обчислити області видимості і кути огляду, але і підібрати відповідні об'єктиви для камер BEWARD.

До питання про вибір об'єктива

Плануючи розгорнути систему відеоспостереження, ви неминуче ставите питаннями: куди і скільки встановити камер? Як визначити найкращі місця їх розташування, щоб уникнути «сліпих зон»? На якій відстані від об'єктів спостереження встановити камери, щоб в результаті вийшло досить чітке зображення потрібних деталей?

На вигляд і якість зображення великий вплив мають не тільки параметри відеокамери і об'єктива, але і їх правильне поєднання. Так, іноді відмінний, дорогий об'єктив може давати навіть гірше зображення, ніж альтернативна дешева модель.

Розповімо про основні чинники, що впливають на якість і масштаб відеозображення, які слід враховувати при виборі об'єктива для камери, щоб по максимуму використовувати їх можливості і при цьому уникнути непотрібних витрат.

Кут огляду об'єктива
Однією з важливих характеристик систем відеоспостереження є кут огляду об'єктива. Від нього безпосередньо залежить кількість і можливі місця установки камер на об'єкті. Кут огляду об'єктива визначає величину видимого об'єкта і масштаб зображення в кадрі.

Рис.1

Оптична схема отримання зображення на матриці

З цієї схеми видно, що на величину кута огляду безпосередньо впливає не тільки фокусна відстань об'єктива, але і розміри матриці:

І якщо з фокусна відстань визначити досить легко, знаючи модель об'єктива, то з розміром матриць не все так просто.

Розмір матриці відеокамери
Залежно від співвідношення сторін (4: 3 або 16: 9), у матриць з однією і тією ж діагоналлю фізичні розміри різні (Таблиця 1). Тому, наприклад, камера на матриці 1/3 '' з співвідношенням сторін 4: 3 дає більший кут огляду по вертикалі і менший по горизонталі, ніж камера на матриці з такою ж діагоналлю, але співвідношенням 16: 9.

Формат матриціДіагональ матриці (мм)Співвідношення сторін

4: 3 16: 9 Ширина (мм) Висота (мм) Ширина (мм) Висота (мм) 1/4 4.23 3.39 2.54 3.69 2.08 1/3 5.64 4.52 3.39 4.92 2.77 1 / 2.8 6.05 4.84 3.63 5.27 2.96 1 / 2.7 6.27 5.02 3.76 5.47 3.07 1 / 2.5 6.77 5.42 4.06 5.90 3.32 1/2 8.47 6.77 5.08 7.38 4.15 Таблиця 1 Залежність фізичних розмірів матриці від співвідношення сторін

З метою полегшення підбору сумісної оптики і розрахунку кутів огляду зазвичай заявляють найближчим зі стандартних значень для діагоналі матриці: 1 '', 1/2 '', 1 / 2.5 '', 1 / 2.7 '', 1 / 2.8 '', 1 / 3 '', 1/4 ''. При цьому вимірювати її прийнято в відіконових дюймах. Ця одиниця виміру, рівна 2/3 звичайного дюйма, була введена з часів зародження телебачення, коли прийомним елементом в телекамери служила електронна трубка ( «видикон»), а розмір позначав її діаметр (в який повинен був вписуватися з запасом знімається кадр).

Крім цього необхідно пам'ятати, що на деяких режимах роботи камери частина пікселів матриці не використовується. Тому при визначенні кута огляду слід говорити не стільки про розмір матриці, скільки про розмір активної області матриці.

Для наочності наведемо кілька прикладів:

N1000 (Рис. 2): для всіх можливих режимів роботи активна область матриці залишається незмінною.

N1000. 0.3 Мп, VGA, 1/4 ''

Розмір матриці: 3.7 х 2.77мм, діагональ 4,62 мм = 1 / 3.67 відіконових дюйма (найближче значення 1/4 '').

N37210 (Рис. 3): в залежності від режиму роботи активна область матриці змінюється майже на 30% по вертикалі і 25% по горизонталі.

N37210. 2 Мп, FullHD, 1 / 2.7 ''

Розмір матриці: 5.71 х 3.14 мм, діагональ 6.52 мм = 1 / 2.6 відіконових дюйма (найближче значення 1 / 2.7 ''). При дозволі 1024х768 розмір активної області матриці зменшується до 4.58 х 2.32 мм.

BD2570 (Рис. 4): в залежності від режиму роботи активна область матриці змінюється майже на 50% по вертикалі і 25% по горизонталі.

BD2570. 5 Мп, 1 / 2.5 ''

Розмір матриці: 5.61 х 4.31 мм, діагональ 7.08 мм = 1 / 2.39 відіконових дюйма (найближче значення 1 / 2.5 ''). При дозволі 1280х720 розмір активної області матриці зменшується до 4.22 х 2.21 мм.

З цих прикладів видно, що величина матриці може відрізнятися від зазначеної в паспорті, а розмір її активної області - змінюватися в залежності від режиму роботи.

Однак, при обчисленні кута огляду слід враховувати не тільки цю особливість, але і той факт, що аберації реального об'єктива призводять до ускладнення розрахунків.

У більшості об'єктивів, які використовуються в CCTV, підвищення якості зображення здійснюється шляхом ускладненням оптичної системи з метою зменшення аберацій, що впливають на роздільну здатність. Це часто призводить до збільшення геометричних аберацій, таких як дисторсия (рис. 5), які сприймаються як побічний ефект.

Ідеальне зображення без дисторсии (а), зображення з дісторсией типу «подушка» (б), зображення з дісторсией типу «бочка» (в)

Наприклад, позитивна дисторсия скорочує кут огляду непропорційно швидко при зменшенні активної області матриці (синя рамка на рис. 6).

Рис.6

Кадри, зроблені об'єктивом з дісторсией (а) і об'єктивом без дисторсии (б)

Цей ефект спостерігається як при зміні режимів роботи однієї і тієї ж камери, так і при установці об'єктиву на матриці різних форматів. Наприклад, видимий кут огляду у 8-мм дісторзірующего об'єктива на матриці 1/2 може бути як у 6-мм, а на матриці 1/3 - як у 7-мм.

Непропорційне зменшення кута огляду реального об'єктива з позитивною дісторсией пояснюється зміщенням фокальній площині в центрі кадру, на відміну від ідеального об'єктива (рис. 7), для якого вірні співвідношення

Рис.7

Оптична схема ідеального об'єктива (а) і реального об'єктива з позитивною дісторсией (б)

Таким чином, спрогнозувати, якими будуть якість і масштаб відеозображення для пари «камера-об'єктив» можна досить точно тільки якщо враховувати всі впливають на це параметри відеосистеми. Універсальний калькулятор BEWARD дозволяє не просто обчислити області видимості і кути огляду, але і підібрати відповідні об'єктиви для камер BEWARD.