Зависимость угла обзора от фокусного расстояния камер видеонаблюдения
Добро пожаловать
- Полезная Информация
- /Зависимость угла обзора от фокусного расстояния камер видеонаблюдения
Фокусное расстояние — это расстояние между оптическим центром линзы объектива и фокальной плоскостью матрицы камеры видеонаблюдения. От фокусного расстояния объектива зависит максимальная дистанция, на которой можно уверенно рассмотреть объект.
Расчёт зоны обзора камера видеонаблюдения
Угол обзора α для объективов (без учёта сферической аберрации) можно рассчитать, зная размер светочувствительного элемента (матрицы) d и эффективное фокусное расстояние объектива F:
α = 2arctg(d/2F)
На сегодняшний день существует три стандартных размера матрицы видеокамеры:
· матрица формата 1/2 по вертикали 4,8мм, по горизонтали 6,4мм
· матрица формата 1/3 по вертикали 3,6мм, по горизонтали 4,8мм
· матрица формата 1/4 по вертикали 2,4мм, по горизонтали 3,2мм
Чем больше размер матрицы, тем больше площадь сенсора и выше качество получаемого изображения.
Самое качественное изображение выдает камера видеонаблюдения на матрице CCD 1/2″, но такая матрица встречается редко и имеет большую стоимость. Поэтому на практике как правило применяются матрицы формат 1/3″.
В таблице показана зависимость угла обзора камеры видеонаблюдения от фокусного расстояния объектива с матрицами 1/3″ и 1/4″.
| Фокусное расстояние | матрицы 1/3″ | матрицы 1/4″ | ||
| Угол обзора по горизонтали | Угол обзора по вертикали | Угол обзора по горизонтали | Угол обзора по вертикали | |
| 2,8 мм | 82 | 65 | 52 | |
| 2,9 мм | 80 | 63 | 63 | 50 |
| 3 мм | 77 | 62 | 62 | 48 |
| 3,5 мм | 69 | 55 | 55 | 42 |
| 3,6 мм | 67 | 53 | 53 | 41 |
| 3,7 мм | 66 | 52 | 52 | 40 |
| 3,8 мм | 65 | 51 | 51 | 38 |
| 4 мм | 62 | 48 | 48 | 37 |
| 4,2 мм | 60 | 46 | 46 | 36 |
| 4,4 мм | 57 | 45 | 45 | 34 |
| 4,5 мм | 56 | 44 | 44 | 33 |
| 5 мм | 51 | 40 | 39 | 30 |
| 6 мм | 43 | 33 | 33 | 25 |
| 7 мм | 38 | 29 | 29 | 22 |
| 8 мм | 34 | 25 | 25 | 19 |
| 8,8 мм | 31 | 23 | 23 | 17,5 |
| 10 мм | 27 | 20 | 20,5 | 15,4 |
| 12 мм | 22,6 | 17 | 17 | 12,8 |
| 15 мм | 18,2 | 13,7 | 13,7 | 10,3 |
| 16 мм | 17,1 | 12,8 | 12,8 | 9,6 |
| 25 мм | 8 | 11 | 7. |
5.5 |
| 50 мм | 4 | 5,5 | 2.7 | 2.8 |
Следует учесть, что из-за наличия сильных искажений в короткофокусных объективах угол обзора может отличаться от расчётного.
- Назад
- Вперед
Добавить комментарий
АйТек ПРО — системы видеонаблюдения
- Главная
- /
- Техподдержка
- /
- Справочные материалы
Углы обзора видеокамер, фокусные расстояния объективов
Одним из важнейших параметров при выборе камеры видеонаблюдения является угол обзора объектива. Этот параметр характеризует ширину той картины, будет охвачена камерой. Расчет угла обзора, при этом, вовсе не является сложным инженерным вычислением, и может быть выполнен даже начинающим специалистом.
От чего зависит угол обзора камеры?
— от двух основных параметров:
1.
Фокусное расстояние. Оно является величиной, обратно пропорциональной углу обзора: чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора. Таким образом, камеры длинным фокусным расстоянием применяются, как правило, для — охраны периметра или идентификации государственных номерных знаков. Существует ещё одна особенность – глубина резкости, чем больше величина f= фокусного расстояния тем выше требования к линзам объектива.
Фокусное расстояние, в свою очередь, зависит от размера матрицы, величины наблюдаемого объекта и расстояния, на которое объект удален объект от камеры (если объектов несколько, то берется расстояние до самого дальнего).
Для расчета оптимального фокусного расстояния применяется следующая формула: f= h*S/Н или F= v*S/V, где h – размер горизонтальной стороны матрицы; S – расстояние до объекта слежения; H – размер объекта наблюдения по горизонтали; v – размер вертикальной стороны матрицы; V – размер объекта наблюдения по вертикали.
Таким образом, для расчетов могут применяться или вертикальные размеры матрицы и наблюдаемого объекта, или горизонтальные параметры.
2. Размер матрицы. Как указано выше, данный параметр влияет и на угол обзора, и на оптимальное фокусное расстояние. Величина сенсора прямо пропорциональна углу обзора – чем больше матрица, тем больше угол обзора. Например, камеры с матрицей 1/2.7 будут иметь больший угол обзора, чем устройства с матрицей 1/3. Широкоугольные камеры применяются для наблюдения за вытянутыми вширь площадями, например, за территорией, прилегающей к предприятию.
Как рассчитать угол обзора?
Для расчета угла обзора используется формула α = 2arctg(d/2F), где α — угол обзора объектива; d — размер матрицы; f — фокусное расстояние.
Соответственно, исходя из того, какие параметры были использованы при расчете фокусного расстояния – вертикальные или горизонтальные – рассчитывается вертикальный или горизонтальный угол обзора. Специалисты по проектированию и монтажу систем видеонаблюдения, однако, не рассчитывают угол обзора вручную, а используют готовые калькуляторы и таблицы. Ниже приведены таблицы, в которых содержатся значения угла обзора для наиболее распространенных размеров матрицы в соотношении с зонами детализации:
1.
Наблюдение: объект занимает от 25 до 30 % высоты экрана. В этом масштабе различаются характерные детали объекта, например, цвет волос, одежда.
2. Узнавание: объект занимает как минимум 50 % высоты экрана, что позволяет с высокой долей вероятности определить, находился ли этот объект в зоне наблюдения ранее.
3. Идентификация: объект занимает 100 % высоты экрана, качество изображения и уровень детализации достаточны для однозначного установления личности.
Фокусное расстояние, угол зрения и перспектива в фотографии
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБЪЕКТИВЕ
Фокусное расстояние
Фокусное расстояние
Фокусное расстояние или диапазон фокусных расстояний в случае зумов обычно является главным соображением при выборе объектива для конкретная фотография или тип фотографии. Фокусное расстояние объектива определяет две очень важные для фотографа характеристики: увеличение и угол обзора.
Чем больше фокусное расстояние, тем больше увеличение, и наоборот.
Широкоугольные объективы с коротким фокусным расстоянием имеют малое увеличение, а это означает, что вам нужно подойти физически близко к объекту среднего размера, чтобы заполнить кадр. Но это также означает, что вы можете поместить в кадр крупные объекты, не снимая с большого расстояния. Телеобъективы с большим фокусным расстоянием имеют большое увеличение, поэтому вы можете заполнить кадр объектами, которые находятся дальше от камеры.
[1] Вторичная главная точка объектива [2] Фокусное расстояние [3] Угол зрения (измеренный по диагонали) [4] Фокальная плоскость (плоскость датчика изображения)
Техническое определение фокусного расстояния
— Технический разговор —
Фокусное расстояние объектива определяется как расстояние от его вторичной главной точки до задней фокусной точки, когда фокус установлен на бесконечность. Вторичная главная точка — это одна из шести «основных точек», которые используются в качестве точек отсчета в оптической линзе (передняя и задняя фокальные точки, первичная и вторичная узловые точки, а также первичная и вторичная главные точки).
В составной линзе нет предопределенного местоположения вторичной главной точки — она может быть где-то внутри оправы объектива или в какой-то точке снаружи оправы, в зависимости от конструкции линзы, — поэтому нет простого способа точно измерить фокусное расстояние объектива. объектив себе.
Фокусное расстояние и угол обзора
«Угол обзора» описывает, какая часть сцены перед камерой будет захвачена сенсором камеры. Говоря более технически, это угловой размер сцены, захваченной сенсором, измеренный по диагонали. Важно помнить, что угол обзора полностью определяется как фокусным расстоянием объектива, так и форматом сенсора камеры, поэтому угол обзора, который вы получите от любого объектива, будет разным на 35-мм полнокадровых и APS-объективах. Камеры формата -C. Различные объективы с одинаковым фокусным расстоянием всегда будут иметь одинаковый угол обзора при использовании с датчиком одинакового размера.
Сравнение «Фокусное расстояние и угол обзора» иллюстрирует эту взаимосвязь как для полнокадровых 35-мм камер, так и для камер формата APS-C.
* Фокусное расстояние в ( ): эквивалентное фокусное расстояние при установке на цифровые камеры со сменными объективами и полнокадровыми датчиками 35 мм
Перспектива
финальное изображение. Этот эффект иногда называют «телефото компрессией», хотя на самом деле он вызван не самим объективом. Что на самом деле происходит, так это то, что при использовании телеобъектива вам нужно находиться дальше от ваших объектов. Таким образом, относительно расстояния от камеры до предметов переднего и заднего плана они на самом деле ближе друг к другу. Другими словами, поскольку объекты переднего и заднего плана находятся на значительном расстоянии от камеры, их относительные размеры на конечном изображении будут ближе к реальности. При съемке широкоугольным объективом обычно необходимо приблизиться к объекту на переднем плане, чтобы он был достаточно большим в кадре, поэтому более удаленные объекты выглядят сравнительно меньше. Разница в видимой перспективе на самом деле является результатом того, насколько далеко вы находитесь от объекта.
Фокусное расстояние 24 мм , угол обзора 84 градуса
Фокусное расстояние 300 мм , угол обзора 8 градусов
Недавно просмотренные товары
Узнать | Поле зрения и угловое поле зрения
ВведениеПоле зрения (FOV) — это максимальная площадь образца, которую камера может отобразить. Это связано с двумя вещами: фокусным расстоянием объектива и размером сенсора . На рис. 1 показано сравнение между полем зрения и размером сенсора. Предполагая, что фокусное расстояние объектива одинаково, чем больше датчик, тем больше поле зрения.
Рис. 1. Сравнение различных размеров датчиков, показывающее, как большие размеры датчиков способствуют увеличению поля зрения. Синий (4096 x 4096 пикселей) и красный (2048 x 2048 пикселей) квадраты обозначают датчики, сделанные из пикселей 15 x 15 мкм, тогда как зеленый квадрат (1024 x 1024 пикселей) указывает на датчик, сделанный из пикселей 13 x 13 мкм.
Размер сенсора определяется как количеством пикселей на сенсоре, так и размером пикселей . Пиксели разного размера используются для разных приложений: пиксели большего размера используются для более высокой чувствительности, а пиксели меньшего размера — для более высокого пространственного разрешения (узнайте больше на 9).0043 Размер пикселя и разрешение камеры ).
Фокусное расстояние объектива описывает расстояние между объективом и сфокусированным изображением на датчике. Когда свет проходит через линзу, он либо сходится (положительное фокусное расстояние), либо расходится (отрицательное фокусное расстояние), однако в камерах фокусное расстояние преимущественно положительное. При более коротких фокусных расстояниях свет сходится сильнее (т. е. под более острым углом), чтобы сфокусироваться на изображаемом объекте. Для сравнения, более длинные фокусные расстояния собирают свет менее сильно (т.
е. под меньшим углом), чтобы сфокусировать изображение.
Это означает, что фокусное расстояние определяется тем, насколько сильно свет собирается линзой для фокусировки изображаемого объекта. Это, в свою очередь, влияет на угол от горизонтального света, который может быть захвачен объективом. Это известно как угловое поле зрения (AFOV) и требуется для определения общего FOV. AFOV — это угол между любым светом, захваченным на горизонтали , и любым светом, захваченным на краю (как показано на рисунке 2). Если у вас фиксированный размер сенсора, изменение фокусного расстояния изменит угол обзора и, следовательно, общее поле зрения. Более короткое фокусное расстояние обеспечивает больший угол обзора и, следовательно, больший угол обзора. То же самое верно, но наоборот для более длинных фокусных расстояний, как показано на Рисунке 2.
Рис. 2: Схема, показывающая, как фокусное расстояние влияет на угловое поле зрения (AFOV).
Чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора, и наоборот, чем больше фокусное расстояние. Это влияет на размер FOV. Красная линия указывает на свет снизу объекта, создающий верхнюю часть изображения; синий свет — это свет, который берется из горизонтали; серые линии указывают на свет, исходящий от верхней части объекта и создающий нижнюю часть изображения. Высота изображения обозначается h. Расчет AFOV При расчете AFOV необходимо сделать несколько предположений :
- Что отображаемый объект полностью заполняет сенсор камеры
- объект, удаленный на бесконечность)
- Линза представляет собой точечное отверстие
Относится к углу обзора, так как это угол, при котором захватывается самый большой объект, но при этом он соответствует изображению на датчике. На рис. 3 показана упрощенная версия того, как эти допущения учитывают расчет AFOV. Используя тригонометрию , AFOV можно выразить следующим образом:
AFOV(°)=2tan-1(h3F)
, где h — горизонтальный размер сенсора, а F — фокусное расстояние камеры. объектив.
Измерение поля зренияДля измерения поля зрения камер УФ, видимого и инфракрасного диапазона обычно используются оптические тесты . Во время теста свет фокусируется с черное тело (объект, поглощающий весь падающий на него свет) на тестовую мишень в фокусе. Используя набор зеркал, можно создать виртуальное изображение , которое находится на бесконечно большом расстоянии.
Это позволяет измерять размеры FOV (т. е. вертикальное и горизонтальное расстояния) без знания фокусного расстояния объектива или размера сенсора.
Созданное изображение, включая целевое, затем отображается на мониторе, при этом целевое изображение является подмножеством полного отображения изображения. Это позволяет аппроксимировать FOV следующим образом:
FOV=AOV(dD)
Где D — размеры полного изображения (по горизонтали или вертикали), а d — целевые размеры (по горизонтали или по вертикали).
СводкаПоле зрения определяет максимальную площадь образца, которую камера может отобразить, определяемую фокусным расстоянием объектива и размером сенсора.
Размер сенсора определяется как размером пикселей, так и количеством пикселей на сенсоре. Это может быть оптимизировано для каждого приложения: датчики большего размера оптимальны для приложений с ограниченной чувствительностью, а датчики меньшего размера оптимальны для приложений с ограниченным разрешением.
Фокусное расстояние линзы сводит свет так, что изображение объекта фокусируется на датчике.