Зависимость угла обзора от фокусного расстояния объектива видеокамеры

06 июня 2018, 12:05,отредактированно 22 августа 2018, 10:30

В первую очередь, при выборе видеокамеры следует обращать внимание на угол обзора, так как именно он определяет зону наблюдения. В видеонаблюдении угол обзора играет важную, основополагающую роль. Он зависит от фокусного расстояния объектива камеры и размера ее сенсора. Видеокамера, у которой сенсор большего размера, даже при одинаковом фокусном расстоянии, будет иметь большой угол обзора.  Изображение с высокой детализацией можно получить с помощью узкого угла обзора, а не только при увеличении разрешающей способности системы. Если угол обзора видеокамеры будет шире, то детализация объектов в кадре будет хуже.


Цель эксперимента: наглядно показать зависимость углов обзора видеокамеры от используемых объективов.

Рассмотрим примеры для видеокамер, выполняющих «обзорные» функции, которые расположены так, чтобы захватить «общий вид».

Уличные видеокамеры с различным фокусным расстоянием объектива и фиксированным размером сенсора. Камеры расположены таким образом, чтобы продемонстрировать «общий вид» парковки перед зданием.

Для сравнения возьмем следующие модели камер с фиксированными (не подстраиваемыми) объективами, имеющими разные фокусные расстояния:

PN-IP2-B3.6 v.2.6.3 – объектив 3,6 мм,

PN-IP2-B2.8 v.2.6.3 – объектив 2,8 мм,

PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2 с объективом 1,9 мм,


Размер матрицы: 1/2.9 дюйма - Sony Exmor

Для корректного процесса сравнения использовали все камеры одинакового разрешения 2 Мп на одинаковой матрице размером  1/2.9 дюйма - Sony Exmor CMOS (IMX323).

Высота расположения всех трёх камер в эксперименте одинаковая. Это 3 этаж офисного здания, примерно 10 метров от асфальта. Для того, чтобы более наглядно просмотреть ширину углов обзора камеры, она выравнивалась по правому нижнему углу. А с левого края, с помощью сделанных скриншотов, можно сравнить широкое или узкое видение видеокамеры по горизонтали. В результате проведенного эксперимента было сделано три скриншота.

Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 3.6 мм

На первом скриншоте, изготовленном с помощью видеокамеры PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3 с фокусным расстоянием 3.6мм, в левой части полученного изображения мы можем наблюдать припаркованный на стоянке грузовик и забор слева от него. Угол обзора составляет примерно 72 градуса.

Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 2.8 мм

На скриншоте, изготовленном с помощью видеокамерыс фокусным расстоянием 2.8мм модель PN-IP2-B2.8 v.2.6.3, слева видно ещё порядка 15-20м забора, и часть стоянки позади грузовика. Угол обзора при использовании камеры PN-IP2-B2.8 v.2.6.3 с фокусным расстоянием 2.8мм уже порядка 87 градусов.


Угол обзора с объективом с фокусным расстоянием 1.9 мм

Третий скриншот получен с применением видеокамеры PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2, с широкоугольным объективом, имеющем фокусное расстояние 1,9мм. На изображении можно увидеть уже не только стоянку позади припаркованного грузовика, но и выезд другого грузовика из стоянки. Угол обзора у данной камеры составляет примерно 112 градусов.

Стоит понимать, что чем шире видит камера, тем меньше плотность пикселей и, соответственно, хуже детализация каждого участка получаемого изображения. 

Камеры и с не самыми широкими углами обзора имеют право на жизнь и актуальны в использовании, главное правильно подобрать камеру видеонаблюдения отвечающую требованиям за наблюдаемым объектом и удовлетворяющую желаемому результату по качеству картинки.

Расчёт углов обзора видеокамер для всех 3-х случаев

Угол обзора видеокамеры рассчитать можно по формуле:

a = 2arctg (d/2f),

где:

a – угол обзора видеокамеры, в метрических градусах;
arctg  - тригонометрическая функция (арктангенс);
d – ширина матрицы в миллиметрах;
f – эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;

Для PN-IP2-B3.6 v. 2.6.3

а1=2*arctg*5,376мм/2*3,6 мм = 73,4 градуса

Для PN-IP2-B2.8 v.2.6.3

a2=2*arctg*5,376мм/2*2.8 мм = 87 градусов

Для PNL-IP2-B1.9MPA v.5.5.2

а3=2*arctg*5.376мм/2*1,9 мм = 109 градусов

Наглядно можно изобразить так:

 

Если Вы хотите получать уведомления о похожих постах, присоединяйтесь к нашему Телеграмм-каналу:

http://t-do.ru/polyvision

 

 

06 июня 2018, 12:05    FAQ 0    14 0 0

Комментарии ()

  1. svyaz-taganrog 06 июня 2018, 16:04 # 0
    Ну и картинки в помощь

    Прикрепленные файлы
    1. Сергей 06 июня 2018, 16:06 # 0
      Не рекомендуем использовать подобные картинки, так как формат матрицы (диагональ) не определяет ее размер, а потому и угол не определяет.

    2. svyaz-taganrog 07 июня 2018, 08:35 # 0
      так ведь в тексте выше размер и диагональ идут бок о бок:

      «Размер матрицы: 1/2.9 дюйма»
      «матрице размером 1/2.9 дюйма»

      1. Сергей 07 июня 2018, 11:40 # 0
        Это делается для более простого восприятия. Чтобы не писать каждый раз, что размер пикселя — 2.8мкм, ширина сенсора — 5,376мм.
        Пример. Сенсор Sony IMX323, диагональ 1/2.9". Используемая ширина сенсора 5,376мм
        Сенсор Sony IMX322, диагональ 1/2.8". Используемая ширина сенсора 5,376мм.
        По табличным значениям, угол обзора будет разным. А по факту — одинаковый.

      2. Алексей 08 июня 2018, 11:47 # -1
        Класс!

        Только все равно чудо-менеджеры будут предлагать горе-клиентам камеры с объективом 2,8мм, утверждая, что угол обзора у них 120 градусов. Даже если они с матрицей 1/4 )))

        1. svyaz-taganrog 08 июня 2018, 12:58 # +1
          Менеджеры то пол-беды, некоторые «клиенты» хотят уже 180 градусов и удивляются почему у современных камер не такой угол.

          1. Quartz 10 августа 2018, 02:09 # 0
            Да, от размера матрицы нет никакой зависимости, всё решает оптика! У меня в офисе висит камера с обзором 360 градусов, а матрица там самая китайская 1/2.3 с максимальным разрешением UltraHD 4K. При настройке оптики (шара) меняется только фокусировка, особенно по краям, где объекты расположены на максимальном расстоянии (почти по всей окружности виден потолок, на котором она закреплена, можно ослабить полусферичность (настройка конуса). Видно сразу всё, как перемещался «объект», но смотреть этот пузырь неприятно, ощущение, что со зрением проблемы.

            1. Максим Викулов 10 августа 2018, 09:24 # 0
              Смею с вами не согласиться. Оптика влияет безусловно и варьируя на одной матрице с помощью объективов с разным фокусным, можно получить всевозможные углы, но если взять одинаковый объектив и менять различные матрицы, то будет получаться различный угол обзора, более того, у некоторых IP камер есть разные режимы допустим 1080p и 720p, так вот угол в них будет отличаться даже на одинаковых сенсорах и оптике, только лишь потому что меняется число пикселей с 1920 до 1280.

            2. Quartz 10 августа 2018, 12:37 # 0
              Тут ещё зависит от того как в камере реализована работа сенсора (матрицы). При различном разрешении картинки используются 1080 960 или 720 пикселей… или же она при режиме в 720р использует все те же 1080 но изображение интерполируется, и это вероятней всего. А если как в экшн-камерах реалиована электронная стабилизация, то количество эффективных пикселей соответствует размеру мартицы а реальный кадр выставленному разрешению Ну например взять камеру с квадрокоптера DJI Phantom 4 pro. Там установлена полноразмерная полнокадровая матрица в 1 дюйм, но какое бы вы разрешение не выставили от 4К до самого мелкого 720р размер картинки (углы захвата не меняются) меняется лишь качество картинки. А вот если менять аспект (соотношение сторон) 4:3 16:9 16:10 то высота всегда постоянная, а по ширине обрезается. При этом размер кадра опять же зависит от установленной оптики стандартной фото или широкой теле…

              1. Максим Викулов 13 августа 2018, 11:02 # 0
                мой смартфон при переходе из режима «фото» в режим «видео» уменьшает угол обзора в два раза, камеры же большинстве своем не имеют больших ресурсов для интерполирования изображения, к тому же интерполяция ведет к потере информации и вредит в целом главной задаче всей системы.

              Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.