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.

Одним из важных параметров, которые необходимо брать во внимание перед покупкой камеры видеонаблюдения, является угол обзора объектива. От этой величины напрямую зависит то, какая площадь наблюдаемого участка попадет в поле зрения камеры. Например, для получения общего обзора участка или тесного помещения необходимо выбирать камеры с широким углом обзора, а при необходимости сосредоточения на каком-либо определенном объекте – с узким.

От каких параметров зависит угол обзора?

Угол обзора объектива зависит от двух определяющих его параметров:

1. Фокусное расстояние, которое имеет объектив;
2. Размер чувствительного элемента (матрицы).

Следует запомнить, что чем большим ФР обладает объектив, тем меньшим будет угол его обзора, поэтому длиннофокусные объективы обладают возможностью наблюдения за относительно удаленными от камеры объектами, а широкоугольные позволяют охватить большую площадь территории или помещения.

Зависимость угла обзора камеры видеонаблюдения от физического размера матрицы также имеет место быть. Так, чем больше размер матрицы, тем большим будет угол обзора, например:

• Матрица, диагональ которой составляет ¼ будет иметь угол обзора 64° при фокусном расстоянии 2,8;
• При этом матрица с диагональю ½ будет иметь угол обзора 96°.

Данные расчеты справедливы для обозначения горизонтального угла обзора, для поиска вертикального угла необходимо брать в расчет соотношение вертикальных и горизонтальных сторон матрицы.

Определяем необходимое фокусное расстояние

Практически во всех случаях возникает необходимость выбора оптимального угла обзора камеры, который может быть определен благодаря расчету ФР объектива. По сути, угол обзора является зависимой величиной от фокусного расстояния. Оно может разниться для каждого конкретного случая, и напрямую зависит от:

• Расстояния до объекта наблюдения;
• Размера матрицы;
• Размера наблюдаемого объекта.

Так, например, угол обзора в 100° хорошо подойдет для небольших тесных помещений, но будет непригоден для наблюдения за удаленными на несколько десятков метров объектами – при просмотре на записи просто невозможно будет различить детали объекта. При увеличении фокусного расстояния сужается угол обзора и появляется возможность наблюдения за относительно отдаленными объектами.

Зная несколько и некоторые данные об объекте наблюдения несложно определить необходимое в каждом конкретном случае ФР объектива.

Оптимальное ФР объектива рассчитывают по формуле:

F= h*S/Н или F= v*S/V , где

h – размер горизонтальной стороны матрицы;

S – расстояние до объекта слежения;

H – размер объекта наблюдения по горизонтали;

v – размер вертикальной стороны матрицы;

V – размер объекта наблюдения по вертикали.

Размер вертикальной и горизонтальной сторон сенсора камеры вы можете узнать из данной таблицы:

Для примера рассчитаем простую задачу. Дано: необходимо наблюдать за фасадной стороной небольшого гаража, шириной 4 метра, расстояние до объекта – 10 метров. Размер матрицы – ½ дюйма. Рассчитать подходящее ФР объектива камеры. Для решения воспользуемся формулой, и подставим все необходимые значения:

F=6,4*10/4=16

Рассчитав формулу мы получили, что ФР объектива должно равняться 16, но есть еще один нюанс. Очень важно, чтобы угол обзора камеры был больше рассчитанного, иначе кроме объекта наблюдения больше ничего не будет видно. Поэтому в данном случае оптимальным фокусным расстоянием объектива камеры будет 8-10 мм. Угол обзора при таких значениях будет равен около 35°, и вполне подойдет для видеонаблюдения за гаражом на расстоянии 10 метров. Ниже приведена подробная таблица с углами обзора камер с различными параметрами фокусного расстояния и размерами матрицы.

При необходимости время от времени менять угол обзора, или в любых сложных ситуациях, когда определиться с фокусным расстоянием до покупки камеры бывает проблематично, стоит приобретать камеры с вариофокальным объективом, которые позволяют регулировать угол обзора вручную. Диапазон ФР таких камер обычно лежит в пределах 2,8-12 мм. При использовании вариофокальных объективов вы можете приближать или отдалять картинку без потерь качества благодаря оптическому увеличению объектива.

Какой угол обзора выбрать?

Ответ на этот вопрос зависит от конкретной задачи, ведь каждая ситуация индивидуальна. Например, для видеонаблюдения за большой территорией без необходимости выделения конкретного объекта используют камеры с широкоугольным объективом 2,8-3,6 мм и углом обзора 70-140°.

Угол обзора 60° подобен углу обзора человеческого глаза, и является средним значением. Камеры с таким углом способны передавать детальное изображение с дальностью до объекта наблюдения до 10 м.

Камеры с длиннофокусным объективом и узким углом обзора (10-30°) применяются для наблюдения за отдаленными объектами, расстояние до которых может варьироваться от 20 до 70 метров, и зависит от ФР объектива.

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.

2 комментариев

Исправьте ошибки в статье о выборе объектива. «Рассчитав формулу мы получили, что ФР объектива должно равняться 16, но есть еще один нюанс. Очень важно, чтобы угол обзора камеры был больше рассчитанного, иначе кроме объекта наблюдения больше ничего не будет видно. Поэтому в данном случае оптимальным фокусным расстоянием объектива камеры будет 20-28 мм.»
При ФР 20-28 мм угол обзора будет УЖЕ, чем для выбранного Вами ФР 16мм.

Поговорим сегодня про мониторы, а конкретно об их нюансах и особенностях, связанных с экраном. Вероятнее всего, вы неоднократно слышали такое понятие, как угол обзора, проще говоря - это «искажение картинки монитора при просмотре на нее с разных сторон», такой термин очень сильно подходит к мониторам с очень огромными диагоналями на матрицах TN, так как в некоторых случаях даже при прямом просмотре изображения на мониторе картинка по углам визуально уже будет иметь искажение.

Принято считать, что у монитора есть два угла, горизонтальный и вертикальный. Благодаря горизонтальному углу обзора мы будем видеть изображение, которое нам отображает монитор, конечно же, если нам поможет сам угол обзора. Допустим, вы сидите не напротив самого монитора, а немного сбоку, например, с правой стороны или с левой. Эти положения как раз и будут формировать те самые боковые точки данного угла. Рекомендованный стандартный угол должен приравниваться к 160 градусам по горизонтали.

Второй угол обзора - это вертикальный, который находится в диапазоне от верхней точки спереди экрана монитора к нижней. Предполагается, что обычный угол должен составлять не менее 60 градусов, заметьте - это минимальный угол, рекомендуется выбирать вертикальный угол обзора как можно больше, но не меньше. Существуют исключения, такие как мониторы ЭЛТ, на этих экранах просмотр картинки не искажается под любыми углами обзоров, так как содержание кристаллов, которые находятся в ЖК-мониторах, этим похвастаться не может. Самый большой угол обзора для мониторов ЖК на сегодняшний момент может доходить до 178 градусов, как по вертикали,так и по горизонтали.

Вы скажете, что такие параметры для вас большого значения не имеют, такие выводы можно сделать, просматривая видео в гордом одиночестве. А что делать, если вы решите пригласить к себе домой огромное количество гостей, обсев со всех сторон экран монитора, кто-то прилег, кто-то присел, я думаю, что интересный фильм захочется посмотреть всем в полной его красе?

Позволит ли вам ваш ЖК-монитор утолить желание тех, кто, предположим, стоит сбоку или пытается поверх всех голов хоть как бы, хоть что-то увидеть? Тогда и сыграет решающую роль угол обзора вашего монитора. Так что чем больше угол обзора,тем больше ваших гостей останутся довольными, что им удалось насладиться картинкой несмотря на не самые лучшие места.

Вот и подумайте, сможет ли ваш ЖК-монитор, не имеющий вышеперечисленных параметров,удовлетворить потребности при просмотре фильма тех пользователей, которые, например, стояли сбоку, лежали на диване или, к примеру, прыгали по головам? Вот в этот момент как раз и должен сыграть решающий момент в ключевом
вопросе при выборе монитора с хорошим углом обзора. Теперь можно смело сделать выводы, хороший угол обзора навсегда сможет оставить хорошие впечатления для ваших гостей, которые по-настоящему останутся довольными и смогут в полной мере насладиться прекрасной картинкой,увидев все самое недосягаемое на мониторе, сидя в любом месте в комнате.

В завершение хочу сказать, что заявленные характеристики параметров монитора, связанные с углом обзора, не всегда смогут говорить о точных параметрах, заявленных заводом-изготовителем, а также как в реальности будет выглядеть картинка на экране, сказать точно нельзя. Поэтому рекомендуемый и самый правильный метод оценки качества монитора - это непосредственно вживую увидеть картинку на мониторе с разных углов обзора, при этом полагаться на самого себя, а не на краткие характеристики монитора.

Перед тем как купить камеры, необходимо обратить внимание на ее настройки и параметры. Одним из важнейших критериев хорошего устройства является угол обзора камеры видеонаблюдения. Именно от него зависит то, какая территория попадет в объектив.

Угол обзора — это параметр, который определяет площадь территории, которая входит в линзу объектива.

Камера с таким углом прекрасно подойдет для охраны улицы. И наоборот, когда нужно наблюдать за маленьким участком, угол обзора должен помогать камере сфокусироваться на чем-то небольшом.

Угол обзора влияет на следующее:

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

От чего зависит угол обзора камеры видеонаблюдения?

Угол обзора камеры зависит от следующих параметров:

1. Фокусное расстояние. Чем больше будет эта характеристика, тем меньшим становится угол обзора. Поэтому устройства с длиннофокусными объективами рекомендуется использовать для наблюдения за предметами, которые находятся в значительном удалении от камеры.

   Напротив, устройства с меньшим фокусом используются для охраны больших территорий или помещений.

Данные представлены в следующей таблице:

2. Размер чувствительного элемента или матрица. Эта зависимость представлена следующим образом — чем больше размер матрицы, тем большим будет угол обзора.

   Например, при матрице с диагональю 0,25 угол обзора будет составлять 64 градуса или при матрице размером 0,5 угол будет равен 96 градусам.

Ниже представлена таблица со всеми возможными размерами матриц:

Пример зависимости угла обзора от фокусного расстояния

Зависимость угла обзора от фокусного расстояния наглядно представлена на следующем изображении.

Какое значение параметра лучше выбрать?

Для разных территорий лучше подбирать камеру, угол обзора которой будет либо охватывать все помещение, либо выделять какую-то часть охраняемой площади.

Лучше всего отталкиваться от среднего значения угла обзора — 60 градусов.

Этот диапазон примерно равен углу обзора человеческого глаза. Устройства с таким значениям передают изображения с расстояния до 10 м. При этом присутствует функция детализации, и все подробно различается.

Есть еще один тип аппаратов — устройства с длиннофокусным объективом. Угол обзора такой аппаратуры варьируется от 10 до 30 градусов. Рекомендуется использовать устройство с таким углом для наблюдения за далеко находящимися объектами.

Расстояние, которое наиболее оптимально для таких камер — от 20 до 70 м.

Однако не стоит забывать, что угол обзора напрямую зависит от фокусного расстояния. Например, камера с фокусным расстоянием 12 м при угле в 21 градус может различить лицо человека, который находится за 12 м до точки наблюдения.

Стоит еще раз напомнить, что для каждого помещения нужно подбирать индивидуальную камеру, которая будет выполнять именно то, что нужно владельцу устройства.

Расчет угла обзора камеры видеонаблюдения

Иногда сложно сразу сказать, какой угол лучше передаст то, что требуется от камеры. Тогда на помощь приходят различные формулы и вычислительные выражения. Наиболее популярные из них представлены ниже.

• h — размер горизонтальной стороны матрицы,
• H — размер объекта по горизонтали,
• F — фокусное расстояние.

Также производить расчет можно по другой формуле.

• v — размер вертикальной стороны матрицы,
• S — расстояние до объекта слежения,
• V — размер объекта наблюдения по вертикали,
• F — фокусное расстояние.

Расчеты будут производиться по первому выражению. Допустим, мы имеем расстояние до объекта 10 м. Возьмем значение матрицы камеры, в нашем случае оно будет равняться 6,4 мм. Из выше представленной таблицы выходит, что такие габариты чувствительного элемента имеют формат ½. Далее подставляем все в формулу. Получается следующее.

F = h*S/H = 6,4 * 10/4 = 16

Далее смотрим в таблице, которая находится выше, какому углу соответствует это значение фокусного расстояния. Наш вариант ответа показывает, что используемая камера должна иметь 16 градусов по вертикали, 17 по горизонтали и 21 по диагонали. При этом распознавать объекты устройство будет с 16 м.

Значение популярных моделей камер видеонаблюдения

Популярные видеокамеры имеют следующее значение угла обзора, матрицы и фокусного расстояния:

• HikVision DS-2CD2532F-IC — матрица равняется 1/3, при фокусном расстоянии в 4 мм. Угол обзора — 73 градуса.
• HikVision DS-2DE7184-A — угол обзора регулируется от 58 до 3 градусов, Матрица — ½. Фокусное расстояние — от 4 до 9 мм.
• Geovision GV-SD220S HD-20X — угол обзора полный, достигает 360 градусов. Матрица равняется ½, при фокусном расстоянии от 4 до 9 мм.
• D-Link DCS-6010L — матрица равняется 1/3, угол обзора по всем направлениям достигает 180 градусов. Фокусное расстояние объектива — 1,25.
• Dahua DH-IPC-HFW5300CP-L — матрица — 1/3. Фокусное расстояние регулируемое — от 2,8 до 12 мм. Угол обзора равняется 90 градусам.
• D-Link DCS-2103 «Cube» — угол обзора по вертикали — 37 градусов, по горизонтали — 57 градусов и по диагонали — 66 градусов. Матрица равняется ¼, при фокусном расстоянии 3,45 мм.

Угол обзора является одним из главных параметров любой камеры или комплекта видеонаблюдения. Именно от него зависит, какая территория будет входить в объектив и будет ли выполняться функция детализации объектов.

Объектива. Но большинство производителей, не совсем честно заявляют этот параметр в технических характеристиках своих устройств или указывают угол обзора по диагонали - параметр, который впринципе никому не нужен.

Мы попытались разобраться в этом вопросе и выяснить какой же реальный угол обзора у популярных автомобильных видеорегистраторов.

Метод измерения угла обзора видеокамеры довольно прост. На стену вешается такая картинка:

Напротив центра, обведенного красным кружком строго на расстоянии d от картинки располагается объектив видеокамеры (в нашем случае автомобильного видеорегистратора). Результат будет виден на горизонтальной линии, находящейся в экваторе кадра, где геометрические искажения минимальны.

Если вы сами будете проводить подобные измерения, то распечатав данный рисунок следите за тем, чтобы его пропорции сохранились. Это легко сделать - проверив угол в 90° приложив к нему угол листа бумаги. Они должны совпадать. Те, у кого есть Autocad, могут скачать оригинал рисунка .

Полученные нами результаты мы приводим ниже.

Как видно из таблицы у большинства видеорегистраторов стандартный угол обзора по горизонтали - 72° ( объектива f=3,6мм), вопреки заявленным 120°, у DVR-027 угол несколько шире - около 80°, и один из самых широкий угол обзора у регистратора DVR-D5000 - 95°. Самый широкий угол обзора у автомобильного видеорегистратора - проядка 115 градусов по горизонтали. Самый широкий угол обзора у Full HD видеорегистраторов пока у и - более 100 градусов по горизонту.

Обратите внимание насколько искажена картинка получается при столь широкоугольном объективе (да и детализация кадра при этом страдает). Прямые линии превращаются в дуги, прямые углы отсутствуют. Особенно это видно по краям кадра. Проявляется так называемый эффект "рыбьего глаза", когда при угле обзора более чем в 90 градусов кадр становится как бы выпуклым, как у дверного глазка, у которого угол обзора около 130 градусов.

Если раньше вы не обращали внимания на этот эффект - взгляните в ваш дверной глазок - увидите, что дверь (окно) напротив имеет форму не прямоугольника, а бочки (поэтому эти искажения и называют бочкообразными). И при этом угол дверного глазка не 180°, как многие ошибочно полагают, иначе вы бы в него видели косяки собственной двери. Можно себе представить, как выглядело бы видео с автомобильного видеорегистратора с реальным углом по ГОРИЗОНТАЛИ в 120°.

Вот как выглядит кадр с объектива с фокусным расстоянием 2.5 мм, угол обзора у которого по горизонтали - 120 градусов, по диагонали в 150°:

Мы и в дальнейшем планируем выкладывать подобную информацию о других автомобильных видеорегистраторах. Если вы хотите узнать и у него есть экран - приезжайте к нам в - мы протестируем его.

Со времени первой публикации этой страницы были произведены еще измерения углов обзора у разных автомобильных видеорегистраторов. У большинства Full HD видеорегистраторов можно увеличить угол обзора, путем уменьшения разрешения записи. Например из таблицы видно, что видеорегистратор в Full HD разрешении (1920х1080 пикселей) имеет стандартный угол обзора - 73 градуса, а вот в разрешении HD (1280x720) угол обзора уже у него 98 градусов. Таким образом, пользователю предоставляется выбрать для себя, что важнее - широкий угол обзора или высокое разрешение.