Пиксели определяют потенциал, но не качество
Однако пиксели определяют потенциальное качество. В этой статье мы объясним и поможем вам принять более четкие решения при выборе камеры.
Демонстрация с изображениями
Вот изображение относительно высокого качества с высоким «разрешением»:
Его ширина составляет 816 пикселей на небольшой площади в 50-60 см, что обеспечивает плотность пикселей ~ 1360 пикселей на метр (PPM).
Теперь сравните это с изображением низкого качества с низким разрешением:
Это 5 целых пикселей в ширину и 6 пикселей в высоту, всего 30 пикселей, покрывающих ту же область, что и изображение выше (увеличенное, чтобы вы могли его видеть). Это изображение очень низкого качества, и вы не можете идентифицировать его как человеческое лицо.
Почему так происходит? Пиксели вынуждены покрывать области шире, чем требуется. Вы можете видеть это по блочности изображения. Эти блоки являются пределами пикселя.
На изображении выделено 3 из 30 пикселей, но вы можете различить практически все отдельные пиксели.
Теперь давайте увеличим количество пикселей / разрешение для этого изображения.
Сейчас раскрываются более подробные сведения, и мы можем отдалённо признать, что это изображение человека. Количество пикселей увеличивается с 30 до 289, и теперь каждый пиксель может покрывать меньшую площадь, при этом видны глаза, волосы и рот.
Давайте снова увеличим количество пикселей для этой сцены с 289 до 1056:
Поскольку каждый пиксель покрывает ещё меньшую площадь, появляется больше деталей - губы, уши, нос и т.д. И теперь мы можем различить брови объекта по сравнению с глазами и примерно увидеть линию его подбородка.
Давайте сравним два изображения, чтобы увидеть ключевые детали в улучшении изображения:
На предыдущем изображении область глаз была с меньшим количеством пикселей и поэтому не могла быть захвачена. Однако в последнем случае, когда пиксели покрывают область меньше, чем отдельный глаз, глаза могут быть захвачены как темные пятна.
Наконец, вот четыре образца размером от 30 до 2916 пикселей, покрывающих одну и ту же область:
Ясно, что чем больше пикселей мы выделяем для цели, тем больше мелких деталей потенциально можем уловить.
Изображения с меньшим количеством пикселей не могли показать эти детали, потому что каждый пиксель занимал слишком большую площадь, независимо от того, насколько «хорошей» могла быть камера, с которой получено изображение.
Как выбрать камеру
Камера с разрешением 1080p не улавливает мельчайшие детали лица объекта в поле зрения 20-25 метров. Ей просто не хватает разрешающей способности, потому что пиксели будут покрывать слишком большую площадь (~ 81 PPM) относительно того, насколько маленькое лицо находится в кадре.
Однако камера 4K, охватывающая то же поле зрения в 15 метров шириной, может уловить мельчайшие детали. В этом есть потенциал, т.к. пиксели будут покрывать небольшие области (~ 162 PPM).
При выборе параметров оборудования необходимо отталкиваться от основной задачи, возлагаемой на конкретную камеру:
- Мониторинг — для мониторинга и контроля толпы;
- Детектирование — гарантированное обнаружение людей в кадре;
- Наблюдение — определение характерных особенностей человека, например одежды;
- Распознавание — распознавание известных оператору людей;
- Идентификация — качество, достаточное для идентификации человека
- Инспектирование — возможность 100% идентификации, исключающей сомнения.
Проще говоря, если вы планируете только мониторить события, без приближения и детализации конкретных участков кадра, то разрешение 2 МП подойдёт. Здесь мы говорим про работу с уже записанным видео-материалом.
При необходимости приближения и детализации конкретных участков необходимо большее разрешение, соответствующее необходимой степени детализации.
Онлайн-калькулятор от НИЦ «Технологии»
Чтобы точно ответить на вопрос — какую матрицу и какой объектив IP-камеры лучше выбрать для решения конкретных задач видеонаблюдения, мы разработали собственный калькулятор.
Данные в нем полностью соответствуют формулам расчета по европейскому стандарту EN 50132-7 для детектирования, обнаружения и инспектирования объектов.
Информация подходит для всех базовых камер 360+1°.
На основе расчёта можно определить необходимую плотность пикселей и угол обзора объектива конкретно под вашу задачу:
Подробно про объективы и матрицы для видеонаблюдения рассказывает начальник производственного отдела компании НИЦ «Технологии» Сергей Морозов ↓
Качество vs. пиксели
В конечном итоге качество изображения определяется совокупностью полдюжины факторов. В то время как плотность пикселей/количество пикселей определяет потенциальное качество и максимально достижимые детали.
Другие факторы, которые часто упускаются из виду и игнорируются при расчетах PPF, зачастую резко ограничивают фактическое качество изображения.
- Комментарии
