Статьи

К списку статей

Глубина резкости в системах охранного телевидения

В начало статьи

Найдем глубину резкости для видеокамеры с форматом матрицы 1/3", диафрагменным числом 1,3 и фокусными расстояниями в диапазоне от 2,8 до 16 мм. Сфокусируем объектив на условный предмет, расположенный на удалении от камеры 10 м.
Из результатов расчетов (таблица 4) видно как с увеличением фокусного расстояния объектива глубина резкости уменьшается, сходясь на расстоянии наводки на резкость 10 м. Поскольку в нашем примере диафрагма полностью открыта, то эти данные справедливы для вечернего времени, когда освещенность мала или днем, но в том случае, когда используются видеокамеры с автоматическим затвором и бездиафрагменным объективом.

Таблица 4
Глубина резкости Фокусные расстояния, мм
2,8 4 6 8 12 16
Минимальное расстояние (м) 1,3 2,3 4,0 5,4 7,3 8,3
Максимальное расстояние (м) 61,0 16,0 13,0

Резкость наводилась на объект, удаленный на 10 м
В дневное время, когда диафрагма закрывается, глубина резкости значительно увеличивается. В таблице 5, для этих условий приведены значения глубины резкости при диафрагменном числе 8.

Таблица 5
Глубина резкости Фокусные расстояния, мм
2,8 4 6 8 12 16
Минимальное расстояние (м) 0,23 0,46 0,98 1,6 3,0 4,4
Максимальное расстояние (м)

Резкость наводилась на объект, удаленный на 10 м
Объясним увеличение глубины резкости в зависимости от значения диафрагменного числа (Рис.3). Если диафрагма полностью открыта (Рис.3а), то все лучи сходятся в фокусе на ПЗС матрице. Зная диаметр допустимого кружка рассеяния можно определить глубину резкости относительно плоскости ПЗС матрицы. Если мы закроем объектив диафрагмой (Рис. 3б), то лучи сойдутся в той же точке фокуса, но допустимый кружок рассеяния будет отстоять от плоскости ПЗС матрицы значительно дальше и как следствие глубина резкости будет больше.
Рис. 3
а
б
В фокусе на ПЗС матрице
Объектив
В практической деятельности при монтаже и настройке видеосистем присутствует неприятный момент, связанный с настройкой объектива на резкость. Обычно эта операция проводится, когда все камеры установлены на своих местах и ориентированы в нужных направлениях. Чтобы навести объектив на резкость, приходится использовать переносной монитор, питаемый от аккумуляторов, а иногда использовать радиостанции и настраивать объектив в слепую по команде из мониторной. Поскольку работы, как правило, проводятся в дневное время при хорошей освещенности, то глубина резкости настолько большая, что в какое бы положение не был поставлен регулятор расстояний, картинка на мониторе все равно резкая. С наступлением сумерек глубина резкости значительно сокращается и, если регулятор расстояний был выставлен не правильно, резкими могут быть, совершенно второстепенные объекты. Чтобы избежать таких ситуаций, гораздо проще настроить объектив на гиперфокальное расстояние. Причем эту операцию можно делать как на объекте, так и в офисе.
Бесконечность
Рис. 4
Что такое гиперфокальное расстояние - это минимальное расстояние от объектива, начиная с которого и до бесконечности все предметы резкие. Для работы объектива в режиме гиперфокалльного расстояния, регулятор расстояний нужно установить в положение бесконечность. На рис.4 приведен график, который поможет ориентироваться в выборе параметров объектива для обеспечения нужного в заданных условиях гиперфокального расстояния. Например:
  • Камера установлена в помещении с постоянным освещением, объективом с ручной диафрагмой и фокусным расстоянием 4 мм. Установив движок расстояний на бесконечность, а диафрагму на такое значение, при котором изображение на мониторе будет передавать все градации яркости рассматриваемых объектов (диафрагменное число 8-16), глубина резкости будет составлять величину от 0,7 метров и до бесконечности.
  • Камера установлена на улице, объектив с автоматической диафрагмой и F число 1,3, фокусным расстоянием 4мм. Установив движок расстояний на бесконечность в вечернее время, когда значение дифрагменного числа 1,3, глубина резкости будет от 3 м до бесконечности, а в дневное время при диафрагменных числах 8-16 от 0,7 м до бесконечности.
Если по каким то причинам использование гиперфокального расстояния нецелесообразно, то прогнозирование глубины резкости в дневное и вечернее время для объективов с автоматической диафрагмой имеет еще большее значение. Рассмотрим пример, как изменится глубина резкости в дневное и вечернее время в зависимости от расстояния наводки на резкость объектива с автоматической диафрагмой. На рис. 5 изображена видеокамера, установленная на высоте 4 м с форматом кристалла 1/3" и фокусным расстоянием объектива 8 мм. Сектор, который способна видеть видеокамера простирается от 7,6 м до 96 м при угле ее наклона относительно горизонта 15 градусов. Предположим, что сектор наблюдения, интересующий службу безопасности, расположен от 8 м до 50 м. Наведем резкость объектива на расстояние 8 метров.
Рис. 5
Видеокамера, установленная на высоте 4 м
В вечернее время, когда диафрагма полностью открыта (диафрагменное число 1,3) резко изображаемое пространство на мониторе будет составлять величину от 4,8 до 24 метров. Это значит, что территория с 24 метров и до 50 в вечернее время суток будет выводиться на монитор нерезкой. С увеличением освещенности на объекте глубина резкости значительно увеличивается и, будет иметь значения от 2,0 м и до бесконечности. Попробуем изменить расстояние наводки на резкость с 8 метров на 20 метров (Рис.6). Глубина резкости в вечернее время существенно изменилась. Если разместить видеокамеру на удалении от объектов, которые должны быть под постоянным контролем, не ближе 7,5 метров мы получим результат, при котором и днем и вечером все охраняемое пространство будет резким.
Рис. 6
Видеокамера на удалении от объектов
Этот пример хорошо показывает насколько важно правильно выбрать расстояние наводки на резкость.
Оперативно проводить такую оценку можно, имея под рукой специализированный программный продукт или калькулятор с аналогичными возможностями. В настоящее время такие задачи может решать "TV проектировщик-2", который к сожалению, не доступен для широкого круга пользователей.
Тем не менее, в Таблице 6 для наиболее распространенных значений фокусных расстояний объектива и расстояний наводки на резкость приведены расчетные значения глубины резкости в диапазоне диафрагм от 1,3 до 16.

Таблица 6
Наводка на резкость (м) Диафрагменное число Фокусные расстояния (мм)
2,8 4 8 12 16
4 1,3 1,1/∞ 1,7/ 3,0/6,0 3,5/4,7 3,7/4,4
5,6 0,3/∞ 0,59/∞ 1,64/∞ 2,44/11 2,9/6,2
8 0,22/∞ 0,43/∞ 1,3/∞ 2,1/46 2,6/8,2
16 0,12/∞ 0,23/∞ 0,78/∞ 1,42/∞ 1,98/∞
8 1,3 1,24/∞ 2,18/∞ 4,8/24 6,2/11,4 6,9/9,6
5,6 0,33/∞ 0,64/∞ 2,1/∞ 3,5/∞ 4,7/28
8 0,23/∞ 0,46/∞ 1,56/∞ 2,8/∞ 3,9/∞
16 0,12/∞ 0,24/∞ 0,87/∞ 1,7/∞ 2,62/∞
16 1,3 1,34/∞ 2,52/∞ 6,8/∞ 10,0/39,0 12,0/24,0
5,6 0,33/∞ 0,7/∞ 2,4/∞ 4,5/∞ 6,6/∞
8 0,23/∞ 0,47/∞ 1,7/∞ 3,4/∞ 5,2/∞
16 0,12/∞ 0,24/∞ 0,9/∞ 1,9/∞ 3,1/∞
32 1,3 1,4/∞ 2,7/∞ 8,7/∞ 14,6/∞ 19,2/96,8
5,6 0,34/∞ 0,68/∞ 2,6/∞ 5,2/∞ 8,2/∞
8 0,24/∞ 0,48/∞ 1,8/∞ 3,8/∞ 6,3/∞
16 0,12/∞ 0,24/∞ 0,94/∞ 2,1/∞ 3,5/∞

Хочу обратить внимание читателей, что все расстояния, о которых шла речь в этой статье, будут соответствовать действительности только при условии правильной настройке "обратного фокуса" объектива. Порядок проведения такой настройки для различных объективов хорошо описан в "Библии охранного телевидения".

А. Гонта
"Алгоритм Безопасности" № 1, 2005 год.

Видеонаблюдение

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: 1802
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