Статьи

К списку статей

Как выбрать видеокамеру? Альтернативный метод

Реализация любого проекта в жизнь является достаточно трудоемким и, как следствие, дорогим процессом. Это, в частности, относится и к рынку систем видеонаблюдения. Одной из основных задач, которые решаются инженерами в данной области, является выбор камер видеонаблюдения на основе таких характеристик, как чувствительность, поле зрения, стоимость. В ходе этого процесса возникает необходимость замера характеристик объекта, а именно максимальной и минимальной освещенности, площади просматриваемой зоны и других, которые служат исходными данными решаемой задачи. При классическом подходе это требует наличия такого оборудования, как люксметры (замер освещенности) и тестовые таблицы (замер поля зрения), а также профессиональных навыков инженеров. Кроме того, заказчику порой бывает трудно представить картинку, которую он увидит с камеры наблюдения, на основе полученных данных, что, к сожалению, часто выясняется после монтажа. В таких случаях большое значение приобретают альтернативные методы измерения и исследования.

В данной статье выдвигается идея использования обычного цифрового фотоаппарата для определения необходимых параметров при выборе камеры наблюдения, в состав которых входят освещенность помещения и фокусное расстояние объектива. Метод основывается на том, что практически в каждую фотокамеру встроен экспанометр, при помощи которого автоматикой устройства выбирается чувствительность пленки, фокусное расстояние и размер диафрагмы для получения наиболее качественного снимка. Конечно, большой точностью он не обладает, однако для предварительных расчетов подходит вполне. Основной проблемой здесь становится получение необходимой информации от фотоаппарата.

Итак, начнем с определения освещенности просматриваемого объекта или помещения.
Для достижения конечного результата необходимо использовать фотокамеру, которая отображает значения выбранной выдержки, диафрагмы и чувствительности пленки или записывает их в EXIF-расширение графического JPEG-файла. Кроме того, важно, чтобы полученная фотография охватывала предполагаемую зону просмотра и не была пересвеченной или недосвеченной. При этом фотоаппарат должен как можно ближе находиться к тому месту, что и предполагаемая камера наблюдения. Отсюда следует вывод, что предпочтительнее использовать фотокамеру с zoom-объективом, т.е. с переменным фокусом. В противном случае расчеты сильно усложняются. В качестве примера далее приводятся два снимка (рис. 1а и рис. 1b), полученные с помощью фотокамеры и камеры видеонаблюдения.

скрытое наблюдение через видеокамеру

Рис. 1а. С фотоаппарата

Рис. 1б. С CCTV-камеры

Рисунки достаточно сильно отличаются друг от друга, что явилось следствием проведенных расчетов и согласований с заказчиком.
После анализа огромного количества литературы и проведения нескольких опытов с использованием экспанометра был сделан вывод о том, что наиболее точные результаты получаются при использовании следующих формул:

где E - искомое значение освещенности, S - чувствительность матрицы (пленки) в стандарте ISO (S=50; 100; 200 и т.д.), r - показатель отражения поверхности (для серой поверхности r=18%; для белой поверхности r=36%), EV - значение экспозиции, которое рассчитывается по формуле:

где k - диафрагменное число. Например, в EXIF-расширении указано «фокусное расстояние F/5», в этом случае k=5. (Стандартные значения k=1; 1,4; 2,8 и т.д.); t - время выдержки. В EXIF-расширении указывается в секундах, например, t=1/120 с.
При чувствительности пленки S=100 и показателе отражения поверхности r=36% формула расчета освещенности принимает вид:

Приведу небольшой пример.
Пусть в EXIF-расширении файла указано:
S=100; k=2,8; t=1/60. Тогда, если съемка производилась в белом помещении (r=36%):

Если съемка производилась в сером помещении (r=18%=0,18):

В таблице 1 рассчитаны значения освещенности для наиболее часто встречающихся сочетаний выдержки и диафрагмы для серого помещения (r=18%) при чувствительности матрицы S=100.

Табл. 1

значения освещенности для наиболее часто встречающихся сочетаний выдержки и диафрагмы

Измерив освещенность при граничных условиях, а именно ее максимальное и минимальное значения на исследуемом объекте (например, при включенном и выключенном свете), выбираем необходимую камеру с определенными характеристиками, среди которых присутствует чувствительность и размер ПЗС-матрицы.
Следующим этапом является выбор объектива, от которого зависит поле зрения или, иными словами, часть пространства, которое будет просматриваться камерой.
Практически на каждом объективе указывается его фокусное расстояние или диапазон фокусных расстояний (для zoom-объективов). Это расстояние жестко связано с размерами ПЗС-матрицы (или фотопленки), на которую объектив строит изображение.

Табл. 2

Фокус объектива

Комбинация фокуса объектива и диагонали ПЗС-матрицы формирует поле зрения камеры. В силу большого количества разных по размерам матриц и еще большего количества разнофокусных объективов для оценки поля зрения камеры принято переводить фокусное расстояние к его эквивалентному значению для 35 мм пленки (т.е. такое значение, при котором поле зрения гипотетической камеры с 35 мм пленкой будет равно полю зрения данной камеры с определенными размерами матрицы и фокуса).
При расчетах пользуются формулой:
F' экв = F'*(d35/d),
где F' - фокусное расстояние объектива, рассчитанное для определенной ПЗС-матрицы, d35 - размер диагонали 35мм пленки (d35=43,3 мм),
d - размер диагонали ПЗС-матрицы.
Например, для 1/3" матрицы d=6 мм, для 2/3" матрицы d=11 мм.
Для обратного перевода фокуса от 35 мм пленки к определенной ПЗС-матрице пользуются формулой:
F'= F' экв *(d/ d35)

Конкретно в нашем случае необходимо определить эквивалентный фокус используемого фотоаппарата. Далее, зная размер ПЗС-матрицы выбранной камеры, вычислить фокус выбираемого объектива.
Приведу пример.
Пусть эквивалентное фокусное расстояние объектива фотокамеры F'экв=28,8 мм, а размер ПЗС-матрицы выбранной камеры 1/3".
Тогда F'=28,8 мм*(6/43,3)=4 мм.
Для ускорения расчетов ниже приведена таблица эквивалентных фокусных расстояний объективов для камер с диагональю матрицы 1/3".
В заключение приведу еще пару фотографий (рис. 2а и рис. 2b), иллюстрирующих возможности фотоаппарата, которые были рассмотрены в статье.

изображение с видеокамеры

Рис. 2а. С фотоаппарата

Рис. 2б. С CCTV-камеры

Здесь следует еще раз упомянуть об анализе снимка с фотоаппарата. Изначально его получают приближенно, исходя из соображений монтажников, их видения проблемы и способа ее решения. Далее он согласовывается с заказчиком, где выясняется, что точно должно быть в поле зрения камеры, а что можно упустить. Очень часто многие детали остаются за кадром камеры, что и демонстрируют отличия в приведенных рисунках. После этого вычисляется освещенность, подбирается камера и необходимый объектив с определенным фокусным расстоянием.

Подведем небольшой итог. Обычный цифровой фотоаппарат позволяет решить задачу выбора камеры видеонаблюдения, которая, как правило, требует наличия нескольких приборов. Тем более что в настоящее время мы наблюдаем бум фотолюбительства. Цифровые камеры хорошего качества стали доступными. Цифровой фотоаппарат способен замерить освещенность, поле зрения, а также получить картинку, близкую к наблюдаемой с камеры видеонаблюдения. Как показывают расчеты и опыты, фотокамера может выполнять полезные функции, о которых мало кто подозревает, и стать полезным инструментом в руках монтажника, который легко и быстро посредством несложных вычислений сможет выбрать необходимые «глаза» устанавливаемой системы видеонаблюдения.
Фотографии, сделанные на объекте, кроме всего прочего, позволят учесть особенности объекта, детали, которые не удалось заметить при посещении объекта, оставить в памяти какие-то размеры, необходимые проектировщику.

В. Тимофеев, инженер ООО "Карли"
"Алгоритм Безопасности" № 6, 2007 год.



Камеры видеонаблюдения

Внешний вид AN5-21B3.6I Внешний вид AN5-21B3.6I
AN5-21B3.6I
1 947

Производитель Axycam
Внешний вид AD4-P37B3.6I-MG Внешний вид AD4-P37B3.6I-MG
AD4-P37B3.6I-MG
Доступно: 58 шт.
1 250

Производитель Axycam
Внешний вид AN4-37B3.6I-MG white Внешний вид AN4-37B3.6I-MG white
AN4-37B3.6I-MG white
Доступно: 197 шт.
1 350

Производитель Axycam
Внешний вид AD-P31B3.6I-AHD Внешний вид AD-P31B3.6I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 20м
1 233

Производитель Axycam
Внешний вид AD-P31B2.8I-AHD Внешний вид AD-P31B2.8I-AHD
AD-P31B2.8I-AHD
1 363

Производитель Axycam
Внешний вид AN5-31B3.6I-AHD white/dark grey Внешний вид AN5-31B3.6I-AHD white/dark grey
AN5-31B3.6I-AHD white/dark grey
2 402

Производитель Axycam
Внешний вид AD-31B3.6I-AHD Внешний вид AD-31B3.6I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 3.6mm
  • - подсветка - 25м
2 012

Производитель Axycam
Внешний вид AD7-31V12I-AHD Внешний вид AD7-31V12I-AHD
  • - 1/4" 1Мр Omnivision
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 2.8-12mm
  • - подсветка - 25м
3 310

Производитель Axycam
Внешний вид AD-P33B3.6NIL Внешний вид AD-P33B3.6NIL
AD-P33B3.6NIL
Доступно: 3 шт.
4 024

Производитель Axycam
Внешний вид AN4-37V12I-MG Внешний вид AN4-37V12I-MG
  • - 1/4" 1Мр H42
  • - 720p ( 30 к/с)
  • - 2.8-12mm
  • - подсветка - 40м
4 219

Производитель Axycam
Найдено товаров: 596
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ