Основные проблемы широкоугольных и длиннофокусных объективов камер видеонаблюдения

При организации видеонаблюдения за большой территорией или возникновения необходимости минимизировать количество слепых зон в пределах контролируемого объема безопасности — владелец, при использовании классических направленных камер, неизбежно сталкивается с трудностями.

Поворотные устройства физически не могут постоянно смотреть в разные стороны.

А если видеонаблюдение применяет несколько камер для обзора одной площади — стоимость системы увеличивается в разы или на порядки.

Решить все поставленные задачи позволяют панорамные камеры видеонаблюдения уличные.

Правильно выбирая модель — можно получить как нужный уровень функциональности, так и упрощение общей структуры сети и снижения ее стоимости.

Особенности панорамных камер видеонаблюдения

Панорамная камера видеонаблюдения работает на следующем принципе:

1. изображение формируется одним или несколькими сенсорами;
2. поток света попадает на чувствительный элемент через оптическую систему;
3. оптика, которой оснащена широкоугольная камера видеонаблюдения — установлена на поворотном устройстве.

Сервоприводы камеры работают с высокой скоростью. Полный цикл поворота осуществляется за 1 секунду (или меньше, в зависимости от конструкционных особенностей устройства).

Изображение панорамной камеры с объективом «рыбий глаз» обходится без мертвых зон

На рынке представлены различные модели, в характеристиках которых указан угол обзора. При этом стоит понимать, о чем идет речь. Камера видеонаблюдения 360 градусов — осуществляет обзор объема. Она предназначена для установки на стол, потолок, стену и при этом предоставляет картинку всего помещения.

Типы моделей по панорамному охвату

Камеры 180 градусов — оснащены поворотным устройством, перемещающим оптику только по горизонтали.

Смонтировав такое устройство на стене — можно получить горизонтальный срез панорамы с определенной шириной охвата.

Поэтому, чтобы уменьшить объем слепой зоны, такую точку наблюдения рекомендуется устанавливать по центру вертикальной поверхности.

Камеры 270 градусов — пока встречаются в розничной продаже достаточно редко. Такое устройство идеально для установки в углу помещения для обзора всего объема с минимальным числом слепых зон.

К особенностям, которые может иметь камера видеонаблюдения 360 градусов уличная — относятся количество сенсоров, тип и число оптических объективов. Чтобы понять, почему это важно, следует остановиться на некоторых особенностях получения изображения.

Варианты технических решений

Среднестатистическая, недорогая WiFi камера 360 градусов — имеет один сенсор, объектив, поворотный механизм. В ходе работы чувствительный элемент засвечивается по разной части площади.

Она максимальна в центре картинки, когда оптическая линия объектива повернута практически перпендикулярно сенсору.

На краях панорамы — засветка может составлять 40% и менее, что сразу снижает количество эффективных пикселей и детализацию обзорной области.

Камеры с несколькими светочувствительными элементами лишены такого недостатка. Однако стоимость таких устройств высока, а настройка — сложнее.

Для получения равномерно освещенной панорамы придется индивидуально юстировать баланс белого и чувствительность каждого сенсора для получения максимально качественного изображения.

Камеры с несколькими объективами — сегмент самых дорогих решений. Грубо говоря, это несколько камер в одном корпусе, формирующих итоговое изображение.

Последняя особенность, которой характеризуется широкоугольная камера видеонаблюдения уличная — тип объектива.

Линейный снижает уровень освещенности и в полной мере реализует недостаток неравномерной засветки сенсора при повороте.

Чтобы нивелировать данную проблему — применяется оптика типа рыбий глаз. Она захватывает значительную площадь обзорной зоны, при этом итоговое изображение имеет гораздо более равномерную детализацию, чем при использовании классического линейного объектива.

Популярные модели широкоугольных камер видеонаблюдения

Сегодня на массовом рынке представлено множество панорамных камер, рассчитанных на решение конкретных поставленных задач.

Они отличаются надежностью, простотой монтажа, а также минимумом необходимых настроек после установки.

Hikvision DS-2DP1636Z-D

Камера комбинированного типа, соединяющая в себе формирование панорамной картины и функционал поворотных камер с оптическим зумом. У устройства нет поворотного блока.

Панорамная камера видеонаблюдения Hikvision DS-2DP1636Z-D

Панорамный обзор реализуется при помощи 8 камер, расположенных по контуру модели. При этом обзор помещения не полный — угол охвата панорамы всего 80 градусов, под точкой слежения — небольшая слепая зона.

Основные характеристики модели следующие:

• чувствительность от 0,0005 Люкс для съемки в условиях низкой освещенности;
• панорамный охват 360 градусов, 80 по вертикали;
• 16 Мп панорама, 4096х1800 пикселей, 8 камер с сенсорами 1/8 дюйма;
• поворотный блок — камера с сенсором 1/1,9 дюйма, 360 градусов горизонтали, -15 — 90 по вертикали позиционирование, 36 кратный оптический и 16 кратный цифровой зум.

Камера может писать видео и звук (в том числе на карту памяти), сенсоры панорамного обзора поддерживают WDR, среди базового функционала предлагаются удаленный доступ, датчики движения, контроль периметра, определение зоны вторжения и многое другое.

Hikvision DS-2CD6986F-H

Устройство, выполненное в вандалостойком корпусе — многосенсорная, многообъективная панорамная камера.

Обзор осуществляется путем вращения поворотной головки. Модель гарантирует формирование панорамы без слепых зон.

Панорамная уличная камера видеонаблюдения Hikvision DS-2CD6986F-H

Основные характеристики:

1. 4 объектива, 1/1,8 дюймов оптические сенсоры;
2. панорама 4096х1800 пикселей;
3. формирование двух видеопотоков, основного и дополнительного меньшего разрешения;
4. переключение режимов съемки день-ночь по расписанию;
5. возможность записи аудио и видео;
6. удаленный доступ, подключение к сети, поддержка всех существующих протоколов.

Модель способна сохранять данные на карту памяти, имеет защиту класса IP66, уровень чувствительности при дневной съемке — 0,002 Люкс.

RVI-IPC74

Это простое и одновременно эффективное устройство, оснащенное оптикой класса рыбий глаз, позволяет с минимальными вложениями средств получить оптимальный функционал.

Камера видеонаблюдения панорамного типа RVI-IPC74

Характеристики модели:

• сенсор 1/3 дюйма;
• полный охват 360 градусов без слепых зон в объеме обзора;
• обнаружение объектов до 29 метров в ночном режиме;
• адаптивная система подавления шумов на изображении;
• поддержка всех существующих протоколов сетевого обмена;
• система защиты от взлома, фильтрация адресов;
• тип питания — PoE;
• компенсация засветки, расширенный динамический диапазон.

Камера может писать аудио и видео, работать при температурах от -40 до 60 градусов, формирует два видеопотока, выполнена в металлическом корпусе и имеет класс защиты IP66.

3S Vision N9017

Данная модель — максимально надежное и простое устройство. Поворотный сервопривод отсутствует, получение панорамного изображение реализовано в виде связки сенсора высокого разрешения и объектива рыбий глаз.

Панорамная камера видеонаблюдения 3S Vision N9017

Характеристики:

1. 5Мп оптический сенсор 1/2,5 дюйма;
2. расширенный динамический диапазон, с возможностью отключения;
3. стереозвук;
4. настраиваемый баланс белого;
5. минимальное освещение в цвете 0,08 Люменов;
6. возможность сохранения данных на 2 карты памяти;
7. регулировка усиления сигнала;
8. возможность интеграции с системой тревожного оповещения.

Модель предлагает удаленный доступ, в том числе из приложений для смартфонов. Поддерживается интеграция в компьютерные сети.

Устройство может работать при температурах от -20 до 55 градусов, имеет полную защиту от влаги и пыли IP68. Тип питания — PoE.

BEWARD BD3670FL

Данное устройство, выполненное на производительной вычислительной платформе, позволяет получить имитацию сразу нескольких типов видеонаблюдения.

Среди них классическая объемная панорама 360 градусов, охват 180 градусов, имитация сигнала с 4 устройств съемки, а также — часть функционала поворотных направленных камер (пользователь может выбрать, локализовать и увеличить участок зоны обзора).

Камера наблюдения панорамного уличного типа BEWARD BD3670FL

Характеристики:

• сенсор Sony Exmor R 1/1,8 дюймов, 6 Мп с объективом рыбий глаз;
• полный панорамный обзор с эффективным минимальным расстоянием фокусировки в 5 см;
• цифровой зум;
• расширенный динамический диапазон;
• регулировка усиления сигнала, баланса белого, авто и ручное переключение день-ночь;
• наложение маски, оттеночной засветки на изображение, регулирование яркости, четкости, насыщенности и других параметров;
• интеграция с системами безопасности и оповещения;
• удаленный доступ по имени и паролю, до 20 пользователей;
• поддержка всех существующих сетевых протоколов;
• интегрированный датчик движения (4 по 10 зон контроля), функционал детектирования опасных событий;
• датчики освещенности, ИК-подсветка;
• фирменный функционал ePTZ.

Модель выполнена в комбинированном корпусе (пластик-металл), может работать при температурах от -10 до 50 градусов, до 90% влажности. Питание в 2 вариантах — 12В БП или PoE.

Преимущества и недостатки панорамных камер

Камера видеонаблюдения 360 градусов — отличный инструмент для упрощения сети мониторинга, снижения расходов на ее организацию, а также получения широкого функционала.

К ее несомненным достоинствам относятся:

1. нет (или крайне мало) слепых зон;
2. минимальные расходы на аппаратные решения, вспомогательное оборудование и лицензирование;
3. простой монтаж, уменьшение числа сигнальных линий;
4. высокая эстетика, малые размеры и заметность.

Однако при покупке панорамных камер нужно быть готовыми к некоторым сложностям их эксплуатации, связанными с особенностями их работы.

• Требуется мощное оборудование для обработки и преобразования изображений.
• Преимущества панорамного обзора практически исчезают в помещениях с низкими потолками и перегородками.
• Для хранения данных потребуется много дискового пространства.

При передаче панорамного изображения загружаются сетевые каналы, поэтому для модификации существующей системы видеонаблюдения — требуется тщательный анализ и расчет пропускной способности.

Заключение

Панорамные камеры не стоит воспринимать как универсальные. Они предназначены для решения определенного сегмента задач.

Наиболее привлекательный вариант их использования — при замене нескольких поворотных устройств, организуя видеонаблюдение 360 градусов за большим открытым пространством или при контроле объема помещения.

В этом случае вариант панорамного мониторинга показывает высокие результаты.

Однако в среднестатистических офисах с малой площадью и низкими потолками — расходы на покупку дорогой модели, скорее всего, не окупятся.

Видео: Панорамная камера. Для чего?

Поділитися

Люди, которые покупают широкоугольные камеры видеонаблюдения или с широким полем зрения, надеются использовать одну или две камеры для покрытия больших площадей, таких как входная дверь, парковка или отдельный гараж. Их зона покрытия просто поражает.

Сегодня мы предлагаем несколько полезных советов по выбору лучших широкоугольных камер безопасности для наружного и внутреннего применения.

Как выбирать широкоугольные камеры наблюдения

Камеры безопасности, способные захватывать поле зрения до 80 градусов, обычно рассматриваются как широкоугольные. Супер широкоугольные камеры видеонаблюдения могут покрывать до 180 градусов и выше. Ультра широкоугольные камеры наблюдения (CCTV или IP) могут похвастаться 360 градусами.

Угол наклона камер IP или CCTV в значительной степени зависит от фокусного расстояния между ними и размера датчика изображения. В интернете есть таблица с параметрами, где находится нужный формат камеры.

Между тем, размер датчика изображения, его тип и матрица также играют роль в поле зрения камеры безопасности, например, датчик изображения 1/3″ обеспечивает более широкий угол обзора, чем датчик изображения датчика 1/4″.

Например, камера видеонаблюдения с CMOS-сенсором 1/3″ и фокусным расстоянием 4,0 мм, способна захватывать обзор в 80 градусов по горизонтали.

Эта широкоугольная видеокамера подходит для наблюдения за передним крыльцом, входом, прихожей, дверью, переулком, боковой дверью, проезжей частью и другими относительно небольшими участками.

Широкоугольные IP-камеры с фокусным расстоянием 2 мм, как правило, охватывают области шириной 166,9 градуса, как панорамные видеокамеры с углом обзора 180/360 градусов.

Дюйм, миллиметр, угол обзора неразделимы и влияют на разрешение (твл).

Читайте також
  Обложка видео на YouTube или как сделать превью ролика

Широкоугольные камеры видеонаблюдения обычно можно увидеть на больших площадях, таких как перекрестки, склады, автостоянки, стадионы, музеи, концертные залы и т. д.

Широкоугольные камеры безопасности – что вы должны знать

Как и многие другие камеры видеонаблюдения, широкоугольные имеют свои недостатки и преимущества, и для их полного понимания стоит приложить немного усилий:

Широкоугольные камеры безопасности: за и против

Это правда, что наличие широкоугольной камеры видеонаблюдения позволяет одновременно охватывать большие площади, что не только уменьшает необходимость установки нескольких приборов в одном месте, но также сокращает затраты на установку и обслуживание.

Тем не менее, среди супер широкоугольных камер безопасности (IP или CCTV), особенно, «рыбий глаз» или на 360 градусов, детализация изображения является распространенной проблемой.

Между тем, супер широкоугольные уличные камеры могут жертвовать некоторыми деталями (каждый линейный пиксель), чтобы получить более широкие углы обзора, что затрудняет идентификацию лиц или других мелких деталей.

Фиксированный объектив против варифокального

Камеры видеонаблюдения с варифокальным объективом могут регулировать фокусное расстояние, угол обзора и уровень масштабирования, в то время как камеры с фиксированным объективом не могут этого сделать.

Поэтому широкоугольные камеры видеонаблюдения (CCTV или IP) с варифокальным объективом лучше уменьшать, охватывая большие области, и увеличивать, чтобы захватывать мелкие детали. Так проще стабилизировать изображение и словить фокусный объект.

Широкоугольная против дальнего радиуса действия

Существует сильная корреляция между фокусным расстоянием камер видеонаблюдения и диапазоном просмотра, что напрямую связано с углом обзора данных приборов.

Чем длиннее фокусная линза камеры, тем большее расстояние она может преодолеть, и наоборот.

Проще говоря, широкоугольные IP-камеры больше подходят для наблюдения за объектами с меньшего расстояния. Например, с фокусным расстоянием 4 мм и CMOS-сенсором 1/3″ (угол обзора 80 градусов) лучше для мониторинга областей в радиусе 8 метров.

Конечно, с возможностью оптического масштабирования пользователи могут делать увеличение, чтобы видеть мелкие детали без ущерба для качества видео.

Если каждый метр на счету – выбирайте наблюдение с широким углом. Берите в расчет, что широкоугольным камерам нужна приличная высота для установки. Один из лучших магазинов, где можно найти широкоугольную IP камеру и купить её – это интернет-магазин “Forter”.

Редакція iTechUa веде канал в «Telegram».
Підписуйтесь! 

При проектировании системы видеонаблюдения многие монтажные организации  не уделяют большого внимания выбора фокусного расстояния объектива видеокамер. Обычно выбирается такое фокусное расстояние, при котором человеческую фигуру можно разлить достаточно четко на самом удаленном от камеры расстоянии.

Сами же камеры устанавливают так, чтобы до них было трудно добраться посторонним и при этом ракурс обзора мог позволить обнаружить посторонних на объекте. Конечно, используются и другие параметры монтажа, при которых камера работает нормально, без засветок и мешающих наблюдения объектов.

Основная задача видеонаблюдения — это выявление посторонних на охраняемом объекте, то есть попросту злоумышленников.

Опознавание ростовой фигуры человека происходит по критериям его действий — стоит, идёт, нагнулся, лезет через забор и т.д.

Размер поля зрения по высоте должен быть около 18 м, т.е. ростовая фигура человека должна занимать в 1/10 высоты экрана. Тогда, при достаточной освещенности и реальном контрасте, оператор с высокой вероятностью опознает действия, производимые нарушителем.

Расстояния на котором наблюдается данный объект может быть как небольшим, так и достигать сотен метров. Соответственно от местоположения камеры и объема пространства перед ней выбирается и фокусное расстояние камеры видеонаблюдения.

Объективы, имеющие средние фокусные расстояния  применяются ,если масштаб и поле зрения достаточны, для распознавания фигуры человека. С широкоугольными же и длиннофокусными объективами часто возникают проблемы.

Рассмотрим работу видеокамер с различными объективами, взяв за основу широкоугольные и длиннофокусные модели и определимся какие особенности таких объективов следует учитывать при их применении.

При применение широкоугольных объективов следует учитывать проблемы, с которыми можно столкнуться при их применении. Рассмотрим основные из них:

• Высокая неравномерность освещённости по полю. Освещенность у таких объективов падает на краю изображения в четвертой степени косинуса полевого угла! Да ещё имеет место виньетирование краевых лучей. Многие фирмы-производители оборудования частично компенсируют данную проблему за счет особой конструкции объектива и расположения действующей диафрагмы.

• Высокая неравномерность разрешающей способности по полю зрения. Это означает, что в центре картинка чёткая, но по краям она теряется. Проблема в сложности исправления аберраций наклонных пучков и кривизны поля. Это, пожалуй, главная проблема широкоугольных объективов.

• Значительная бочкообразная дисторсию изображения. Из-за этого изображение сильно искажается, выгибаясь по краям дугообразно.

• Эффект «раздвигания» пространства вдоль оси. Также такие объективы имеют перспективные искажения за счёт очень большой разности увеличения близких и далёких объектов.

• Глубина резкости широкоугольных объективов не самая лучшая. Правда, за счет малого масштаба ошибки наведения на резкость менее заметны.

• Ограничение поля зрения входным окном кожуха. Это часто имеет место в камерах, где не продуманы конструктивные особенности

Все эти проблемы приводят к тому, что широкоугольные объективы в камерах видеонаблюдения нужно применять с умом. Правильный выбор места расположения камеры, использование диагональных ракурсов, даст возможность даже в самом узком пространстве обойтись углом поля зрения не более 70º.

Ну, а если для охраны объекта и впрямь шужен широкий охват, то куда лучше вместо широкоугольной камеры, установить две или три камеры с одинаковыми объективами среднего фокуса и согласовать их поля зрения по горизонтали. Так гораздо проще получить панорамное изображение, которое будет четким везде, а не только по центру.

У длиннофокусных объективов с фокусным расстоянием больше 120 мм также есть множество проблем:

• Большая чувствительность к точности фокусировки, особенно при полностью открытой диафрагме. Глубина резкости просто зашкаливает.

• Камеры с такими объективами приходится устанавливать на массивные основания, чтобы не было механических и ветровых вибраций, из-за которых изображение будет постоянно дрожать.

• На качество изображения камер с длиннофокусным объективом влияют и метеорологические условия. Дрожание нагретого воздуха, дождь, снег, туман  — все это сильно снижает качество изображения.

• Камеры с длиннофокусными объективами требуют предварительного целеуказания для наблюдения узким полем.

• Длиннофокусные объективы вносят перспективные искажения обратные широкоугольным. Наблюдаемое пространство как бы сжимается вдоль визирной оси. Ведь продольное увеличение равно квадрату поперечного!

Это последнее свойство может быть обращено на пользу при наблюдении объектов отстоящих на значительные расстояния друг от друга. В других же случаях длиннофокусные объективы, как видим также имеют огромное число проблем. Гораздо проще установить несколько камер со средним фокусом, направленных друг на друга на длинном охраняемом участке, чем использовать одну на длинное расстояние.

Таким образом при выборе камер наблюдения и объективов к ним, тщательно взвесьте все за и против установки широкоугольных и длиннофокусных объективов. Часто гораздо проще увеличит количество камер с обычным объективом, чем использовать объективы вышеназванных типов.