Secur.by Полезное Рекомендации по выбору видеокамер

Рекомендации по выбору видеокамер

Самыми распространенными объектами видеонаблюдения являются, по всей вероятности, входные двери, коридоры, залы и автостоянки. Какой тип камеры оптимален для каждого из четырех указанных объектов? Какое требуется разрешение, какие конструктивные параметры, какое поле обзора? Где требуется применение специальных функций: технологии широкого динамического диапазона, встроенной ИК-подсветки, работы в условиях низкой освещенности? Какое расположение камер является оптимальным?

Далее приводятся отчеты исследований и рекомендации относительно выбора оптимального соотношения различных опций для камер, используемых в системах видеонаблюдения за указанными четырьмя основными типами объектов: входными дверями, коридорами, залами и автостоянками.

На следующих рисунках показано поле обзора при наблюдении за каждым типом объекта.

 

Пример

В настоящем документе содержится более 20 сравнений. Далее приводится один из примеров.

Данное сопоставление демонстрирует различие между установкой панорамной камеры в центре зала и установкой сверхширокоугольной камеры на одной из его стен.

Далее приводятся изображения с тех же камер с наездом на объект наблюдения.

Ключевые данные

Основные данные настоящего отчета:

Входные двери / вестибюли

  • WDR-камеры (WDR – технология широкого динамического диапазона) обычно применяются для наблюдения за входами в здания в условиях сильной фоновой засветки.
  • При использовании для наблюдения за входами небольших размеров (1-4 двери) камеры стандартного разрешения обеспечивают достаточную для идентификации объектов детализацию.
  • В большинстве случаев при наблюдении за входами разрешение, превышающее 720p, не является необходимым и ведет к нерациональному использованию полосы пропускания и объема памяти, не улучшая качество детализации. Эти модели также редко включают функцию WDR.

Коридоры

  • Применение соотношений 4:3 и 16:9 при наблюдении за коридорами приводит к нерациональному использованию поля обзора, значительную часть которого занимают стены, хотя соотношение 4:3 подходит немного лучше благодаря большей высоте.
  • При повороте камеры на 90° и использовании соотношения 9:16 при наблюдении за коридором удается значительно уменьшить ненужную площадь, попадающую в поле обзора, и увеличить полезную площадь наблюдения.
  • Увеличение поля обзора в режиме наблюдения за коридором увеличивает наблюдаемую площадь и позволяет отслеживать направление объектов. Однако такое увеличение ведет к снижению плотности пикселей изображения и отрицательно сказывается на возможности распознавания.

Залы

  • При размещении одной сверхширокоугольной камеры (с полем обзора 134°) в углу зала удается получить приблизительно такую же детализацию изображения, как и при использовании панорамной камеры с аналогичным разрешением. Однако, по результатам наших испытаний, широкоугольные камеры обеспечивают лучшие возможности обработки света, которые позволяют снизить переэкспонирование объекта, и одновременно также обеспечивают возможность наблюдения за всем залом, что дает им преимущество перед панорамными камерами.
  • При использовании разрешения, превышающего 1080p, для наблюдения за конференц-залами средних размеров (не более 6x9м) детализация улучшается незначительно. Разрешение 720p обеспечивает качество видеоизображения, не вполне достаточное для идентификации, хотя известные объекты все еще могут быть опознаны.
  • Камеры со встроенной инфракрасной подсветкой при недостаточной освещенности обеспечивают более высокое качество изображения, чем камеры, не имеющие такой функции: изображение с камеры с ИК-подсветкой имеет достаточную детализацию объекта и таблицы при освещенности менее 1 лк, в то время как камеры без ИК-подсветки не дают полезного изображения.
  • Место установки камеры (в передней или задней части зала) зависит только от объекта наблюдения: вход / выход или весь зал.

 

Автостоянки

  • При использовании для наблюдения за объектами вне помещений, камеры с разрешением 5 и 10 мегапикселей показали ограниченные результаты из-за сниженных возможностей обработки света. Отраженный свет вызывает размытие областей изображения, в том числе транспортных средств и используемой тестовой таблицы.
  • Поле обзора зависит от того, какая требуется детализация. Широкий угол обзора обеспечивает наблюдение за всей автостоянкой, однако происходит снижение возможности распознавания объектов и регистрационных номеров. Уменьшение поля обзора примерно в два раза позволяет улучшить распознавание, однако при этом теряется полный обзор (прибытие и убытие автомобилей и людей), для восстановления которого, вероятно, требуются дополнительные камеры.
  • Поскольку большинство автостоянок для безопасности персонала имеет наружное освещение, высокочувствительные камеры super low light обеспечивают такую же детализацию, что и камеры со встроенной ИК-подсветкой. В случае если автостоянка не освещена или освещена очень слабо, камеры со встроенной ИК-подсветкой показывают лучшие результаты.

 

Рекомендации

С учетом описанных выше наблюдений приводятся следующие основные рекомендации:

Входные двери

Для наблюдения за входными дверями рекомендуется использование SD-камер или камер с разрешением 720p с функцией WDR (в условиях сильной фоновой засветки). В использовании камер с более высоким разрешением нет необходимости (при обычных размерах входа), так как это приведет к нерациональному использованию объема памяти и полосы пропускания. Использование видеокамер без функции WDR приведет к потере детализации из-за фоновой засветки и к снижению возможности идентификации объектов.

 

Коридоры

При наблюдении за коридорами увеличение разрешения не гарантирует улучшения качества изображения. Камеры с более высоким разрешением создают изображение с высокой плотностью пикселей, однако, как правило, обрабатывают свет хуже, чем модели с разрешением 720p или 1080p, что приводит к снижению качества изображения. При ярком ровном освещении, если имеется достаточный объем хранилища, использование разрешения 5MP может быть хорошим компромиссным решением.

При возможности рекомендуется использовать режим коридора, т.е. изменить формат с 16:9 на 9:16. Это позволит уменьшить ненужную часть изображения, отображаемого при использовании стандартных камер формата 4:3 или 16:9. Однако такая возможность может не поддерживаться выбранной камерой или системой видеопамяти.

 

Залы

В обычных помещениях, например, в конференц-залах, рекомендуется применять разрешение не менее 720p. При более низком разрешении получается изображение недостаточного качества. С другой стороны, чрезмерно высокое разрешение, например, 5-10 мегапикселей, если подробная детализация объектов и действий не является абсолютно необходимой, приводит к нерациональному использованию объема памяти.

В случае если требуется полное наблюдение за всем помещением, а не за одной из его сторон, рекомендуется использование сверхширокоугольных камер, так как их способность обработки света превышает возможности панорамных камер, устанавливаемых в центре помещения.

При необходимости получения изображения при низкой освещенности рекомендуется использование камер со встроенной ИК-подсветкой. Камеры, не имеющие указанной функции, не могут обеспечить обнаружение и распознавание объектов.

 

Автостоянки

При использовании для наблюдения за автостоянками, камеры с разрешением 1080p показали оптимальное соотношение возможностей обработки света и разрешения. Камеры с высоким разрешением в состоянии обеспечивать более высокую плотность пикселей, однако пользователям следует учитывать свойственную этим моделям вероятность переэкспонирования. К тому же камеры с разрешением выше 1080p не могут качественно работать в условиях низкой освещенности.

На автостоянках рекомендуется применять камеры с более широким полем обзора, поскольку детализация на обычных в таких случаях расстояниях низкая. Уменьшение поля обзора примерно на 50% незначительно улучшает детализацию объекта на большом расстоянии, но снижает способность камеры обеспечивать полный обзор.

Поскольку большинство парковок освещается, при выборе между камерами со встроенной ИК-подсветкой и высокочувствительными камерами во внимание принимаются два фактора:

  • Цветопередача: если при наблюдении для идентификации транспортных средств или иных объектов необходима передача цвета, используются высокочувствительные камеры.
  • Стоимость: если в передаче цвета необходимости нет, можно использовать более дешевые камеры со встроенной ИК-подсветкой, которые обеспечивают такую же детализацию, что и высокочувствительные камеры.

Входные двери

В первую очередь тестирование проводилось в вестибюле, так как это самое распространенное место, в котором используется видеонаблюдение. В условиях наблюдения за входными дверями, см. следующую фотографию, проводилось сравнение камер с WDR и без WDR, а также сравнение SD-камер с HD-камерами и мультимегапиксельными камерами.

Сравнение камер с WDR и без WDR

При наблюдении за входными дверями функция широкого динамического диапазона необходима для компенсации сильной фоновой засветки, вызванной ярким солнечным светом. На следующих примерах показано, что при использовании WDR человек, таблица и область за пределами здания видны отчетливо. Без WDR лицо человека частично затемнено, область за пределами здания полностью размыта.

Сравнение SD, 720p и 1080p

Для поля обзора такой ширины (около 4 метров) даже стандартного разрешения (в данном случае 704x432) достаточно для того, чтобы обеспечить изображение человека и таблицы в достаточном для распознавания качестве. Более высокое разрешение не обеспечивает полезного улучшения детализации.

То же относится и к наблюдению вне помещения. Обратите внимание, что камеры с разрешением 5 и 10 мегапикселей имеют более слабую способность обработки света, что в этом случае отрицательно влияет на качество и приводит к большей размытости изображения человека и таблицы.

Коридоры

В условиях наблюдения за коридорами, см. следующее изображение, проводилось сравнение разрешений HD, 5MP и 10MP, форматов 4:3, 16:9 и режима коридора, а также стандартного режима коридора, широкого поля обзора и суперширокого поля обзора.

Сравнение разрешений HD, 5MP и 10MP

При близком расположении объекта, как и ожидалось, качественное видео обеспечивается при любом разрешении. Даже разрешение 1080p на таком расстоянии является избыточным.

На среднем удалении, около 9 метров от камеры, детализация начинает снижаться, хотя камера с разрешением 720p все еще может обеспечить качество изображения, достаточное для опознавания объекта. Обратите внимание, что изображение с камеры с разрешением 1080p (в данном случае с камер с разрешением 1080p и 10MP) содержит больше помех и искажений, чем изображение с камер с разрешением 720p и 5MP, что отрицательно сказывается на качестве.

При расположении объекта в конце коридора, камеры, как с разрешением 720p, так и с разрешением 1080p, обеспечивают недостаточную для идентификации объекта или распознавания таблицы плотность пикселей. На таком расстоянии помехи усиливаются.

Сравнение форматов 4:3, 16:9 и режима коридора

Поскольку длина коридоров значительно превышает их ширину, при использовании форматов изображения 4:3 и 16:9 значительное пространство в поле обзора занимают ненужные объекты, например, стены (отмечены красными прямоугольниками на следующих фотографиях). В режиме коридора формат изображения изменяется на 9:16, при этом увеличивается полезное поле обзора (отмечено зеленым прямоугольником).

Поскольку режим коридора просто поворачивает камеру на 90°, плотность пикселей изображения остается той же, что и в стандартных форматах, см. следующее сравнение:

Обратите внимание, что режим коридора недоступен во многих камерах и системах видеопамяти, что ограничивает его применение. Для получения дополнительной информации об использовании формата 9:16 пользователям следует ознакомиться с проведенным нами испытанием формата Corridor Format, разработанного компанией Axis.

 

Влияние поля обзора на режим коридора

Чтобы определить, какое влияние оказывает поле обзора на камеры с режимом коридора, было проведено тестирование с четырьмя различными полями обзора, от относительно узкого до сверхширокого  (134°). На первом слева изображении, приведенном далее, поле обзора камеры аналогично полю обзора камер формата 16:9, описанных выше, и составляет примерно 65-70°, но повернуто в режим коридора. На изображениях, расположенных правее, поле обзора составляет 90°, 118° и 134°.

Обратите внимание, что по мере расширения поля обзора область под камерой просматривается все лучше, что может быть полезным для определения направления движения объектов при их прохождении через поле обзора. Однако, польза от очень широкого поля обзора (118/134°) увеличивается незначительно, так как направление может быть определено даже при самом узком поле обзора.

При расширении поля обзора детализация резко ухудшается, см. следующие изображения. В данном случае возможность опознать объект, находящийся на удалении, равном половине длины коридора, была потеряна при ширине поля обзора 90°.

Залы

В условиях наблюдения за конференц-залом были проведены следующие испытания:

  • Сравнение результатов при расположении камеры в передней и задней части зала
  • Сравнение результатов, полученных с помощью широкоугольной камеры, установленной в углу зала, и с помощью панорамной камеры, закрепленной на потолке в центре
  • Сравнение разрешений SD, 720p и 1080p
  • Сравнение мини-купольной и корпусной камер
  • Сравнение камер со встроенной ИК-подсветкой и без нее

Сравнение результатов при расположении камеры в передней и задней части зала

При выборе места установки камеры в зале, подобном данному, прежде всего следует ответить на вопрос, какова основная задача камеры.

  • При установке в задней части зала, камера может использоваться для наблюдения за происходящим в зале, однако может быть потеряна возможность наблюдения за входом.
  • При установке в передней части зала, камера, прежде всего, обеспечивает наблюдение за входом, однако может быть потеряна возможность наблюдения за происходящим в передней части зала.

Приведенные далее изображения показывают различия при установке камеры в передней и задней части зала.

Указанные различия могут быть сглажены за счет использования сверхширокоугольных или панорамных камер, однако, при увеличении поля обзора происходит потеря плотности пикселей.

 

Сравнение изображений с HD-камер и мультимегапиксельных камер

В типовом конференц-зале (размером 6x9м) разрешение 1080p оказалось почти идеальным. Разрешение 720p оказалось недостаточным для опознавания человека по лицу. Увеличение разрешения до 5 или 10 мегапикселей улучшило полезную детализацию незначительно по сравнению изображением, полученным с камеры с разрешением 1080p, но существенно снизило качество изображения при низкой освещенности, см. следующие изображения.

Здесь, несомненно, камеры с разрешением 720p и 1080p показали наилучшие результаты. Из-за меньшего количества помех модель с разрешением 720p показала немного лучшие, по сравнению с камерой с разрешением 1080p, результаты при распознавании букв на тестовой таблице. Камеры с разрешением 5MP и 10MP не обеспечили полезного изображения объекта или таблицы.

Сравнение сверхширокоугольной камеры и панорамной камеры

При данном сравнении продемонстрированы различия результатов, полученных при установке панорамной камеры в центре зала и при установке сверхширокоугольной камеры на одной из сторон зала.

Далее приводятся изображения с тех же камер с наездом на объект наблюдения.

Сравнение камер со встроенной ИК-подсветкой и без нее

В завершение было проведено сравнение двух камер с разрешением 720p, одна из которых была оборудована встроенной ИК-подсветкой. Результаты приведены на следующих изображениях. На изображении, полученном с помощью камеры без ИК-подсветки, трудно обнаружить объект, хотя таблица видна хорошо. С помощью камеры с ИК-подсветкой обнаружить объект намного легче.

При выполнении наезда на объект видно, что на данном расстоянии обе камеры не в состоянии обеспечить качество изображения, достаточное для опознавания объекта.

Автостоянки

На примере показанной на следующем изображении автостоянки было выполнено сравнение результатов, полученных при использовании камер с разрешениями HD, 5MP и 10MP, сверхширокоугольных камер и камер с умеренным полем обзора, камер со встроенной ИК-подсветкой и высокочувствительных камер.

Сравнение разрешений HD и MP

На показанном расстоянии, при ширине поля обзора около 25 метров, разрешение 720p не в состоянии обеспечить изображения с достаточным для опознавания объекта качеством. Более того, таблица не читается дальше первой строки. На изображениях с разрешением 1080p и выше объект и таблица распознаются лучше. Однако на изображениях с разрешением 5 и 10 мегапикселей изображение размывается, начиная с четвертой строки, чего не наблюдается на изображении, полученном с помощью камеры с разрешением 1080p.

Сравнение широкого и среднего полей обзора

При проведении данного теста поле обзора, которое охватывало всю ширину автостоянки и проезд справа от автомобилей, было уменьшено примерно с 25 метров до примерно 15 метров, что повысило плотность пикселей на изображении пяти парковочных мест. При этом была потеряна возможность наблюдения за прибывающими и убывающими автомобилями, которая обеспечивалась при более широком поле обзора.

Дополнительное сужение поля обзора не приводит к существенному повышению детализации: видимость объекта и таблицы улучшается незначительно.

Сравнение камер со встроенной ИК-подсветкой и высокочувствительных камер

В завершение было проведено сравнение камеры со встроенной ИК-подсветкой и двух высокочувствительных камер в условиях работы в темное время суток. Обратите внимание, освещенность объекта составляла примерно 2 лк, что типично для большинства автостоянок. На данном изображении видны различия в качестве по всей ширине поля обзора при равномерном распределении ИК-подсветки камеры.

На расстоянии примерно 5 метров качество изображения высокочувствительных камер и камеры с ИК-подсветкой одинаковое: лицо человека и тестовая таблица легко распознаются. Изображение с камеры с разрешением 1080p в этом случае немного размыто из-за наружного освещения, что приводит к некоторой потере детализации.

На большом расстоянии камеры снова обеспечивают одинаковое качество изображения, хотя и не могут обеспечить высокую детализацию из-за снижения плотности пикселей и помех, вызванных повышенным усилением.