Необходимое разрешение | Axis Communications
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
Традиционно в аналоговых системах видеонаблюдения требования к разрешению формулировали исходя из того, какую долю кадра по вертикали должен занимать наблюдаемый объект. Для разных целей требуется разная величина объекта в кадре.
Например, для обнаружения человека в кадре может быть достаточно, чтобы его рост составлял 10% вертикального размера. В то же время для распознавания известного человека может потребоваться, чтобы его рост составлял 50% вертикали кадра, а для тщательной идентификации — до 120% и более.
Рис. 1. Один и тот же человек, снятый так, что его рост занимает 20%, 40% и 140% от высоты изображения.
Современные сетевые видеокамеры охватывают широкий диапазон разрешений. Процентные соотношения больше не используются; и теперь требования к разрешающей способности указываются в пикселях.Подробное рассмотрение требований к разрешению для идентификации, распознавания и обнаружения приведено в пособии Идеальный подсчет пикселей.
Для других объектов применяются другие критерии. Например, для читаемости номерных знаков высота букв должна составлять примерно 15 пикселей (что соответствует примерно 200 пикселям/м).
Если видеозаписи с камер предполагается использовать в качестве судебных доказательств, при выборе разрешения необходимо также учитывать законодательные и нормативные требования.
| Эксплуатационные требования | Количество пикселей по горизонтали для лица | пикс. /см | пикс./дюйм |
| Идентификация (в неблагоприятных условиях) | 80 пикс./лицо | 5 пикс./см | 12,5 пикс./дюйм |
| Идентификация (в благоприятных условиях) | 40 пикс./лицо | 2,5 пикс./см | 6,3 пикс./дюйм |
| Распознавание | 20 пикс./лицо | 1,25 пикс./см | |
| Обнаружение | 4 пикс./лицо | 0,25 пикс. /см | 0,6 пикс./дюйм |
Таблица 1. Требования, рекомендованные компанией Axis для обнаружения, распознавания и идентификации.
Разрешение полученного изображения определяется разрешением камеры и размером зоны наблюдения. Например, если ваша камера имеет разрешение 4CIF (704 x 576 пикселей), то при линейном разрешении 500 пикселей/м и выше ширина возможной зоны наблюдения будет составлять не более 1,4 м. Необходимо выбрать камеру и объектив так, чтобы можно было получить нужное поле обзора при желаемом расстоянии от камеры до зоны наблюдения.
| Разрешение камеры по горизонтали | Фокусное расстояние | Максимальное расстояние | Максимальная ширина сцены |
| 2592 пикселя | 2,8–8 мм | 9 м | 5,2 м |
| 1280 пикселей | 3,3–12 мм | 6 м | 2,6 м |
| 1920 пикселей | 5,1–51 мм | 41 м | 3,8 м |
| 3,3–119 мм | 50 м | 1,5 м | |
| 1280 пикселей | 4,4–132 мм | 67 м | 2,6 м |
Таблица 2.
Примеры максимальных расстояний при идентификации (500 пикс./м или 80 пикс./лицо).
При выборе камеры и фокусного расстояния также могут быть полезны калькулятор объективов Axis и селектор продукции AXIS. Для квалифицированных пользователей такие имеется электронная таблица для расчета плотности пикселей и дальности.
Рис. 2. Сравнение изображений при разных разрешениях.
1: 4 CIF (704×576)
2: SVGA (800×600)
3: HDTV 720p (1280×720)
5: 3 Мп (2048×1536)
6: 5 Мп (2592×1944)
7: 4K (3840×2160)
Чем больше глубина резкости, тем больше область, в пределах которой люди или объекты будут в фокусе. Вероятность идентификации повышается с увеличением глубины резкости, которая определяется степенью открытия диафрагмы, фокусным расстоянием и расстоянием до камеры.
Глубина резкости возрастает при уменьшении диафрагмы, а это означает, что для увеличения глубины резкости необходимо хорошее освещение. В некоторых камерах Axis есть функция P-Iris, с помощью которой диафрагма устанавливается таким образом, чтобы получить оптимальную глубину резкости для разных условий освещения.
Более подробные сведения о функции P-Iris можно получить в техническом обзоре с тем же названием:
P-Iris. Новая функция управления диафрагмой повышает качество изображений, получаемых сетевыми камерами с мегапиксельным и HDTV разрешением.
Глубина резкости также увеличивается при использовании более короткого фокусного расстояния. Камеры с более высокими разрешениями позволяют вести съемку, используя более короткие фокусные расстояния, но при этом все равно соблюдаются требования к разрешению.
При использовании большинства объективов возникают некоторые искажения, зачастую приводящие к бочкообразной форме объектов. Это происходит из-за того, что увеличение объектива на краях области обзора несколько меньше, чем в центре изображения. В результате объекты, расположенные по краям, кажутся ближе к центру, чем на неискаженном изображении. Объекты одинакового размера будут занимать меньшее количество пикселей, если они находятся вблизи от края, по сравнению со случаем, когда они находились бы примерно в центре изображения.
Эффект бочкообразных искажений обычно намного сильнее проявляется при более коротких фокусных расстояниях, что делает широкоугольные объективы менее пригодными для целей идентификации.
Освещение
Что такое «Разрешение»? / Хабр
Термин “Resolution” фигурирует в трех популярных стандартах: IBM, EXIF, Google MD. В каждом из них «разрешение» трактуется по своему и обозначает совсем разные характеристики. Разбираемся с понятиями в работе c дизайн макетами.
IBM стандарт
Самую растиражированную трактовку термина, дарят нам стандарты IBM. Из них в обиходе понятия: VGA, FullHD, 4K и т.д.
Так в 1986 компания выпускает новый стандарт VGA / Video Graphic Array в котором, термин “Resolution” описывает размеры в пикселях по высоте и ширине. Данная парадигма сохраняется и по сей день.
Например FullHD — это всегда 1920х1080, и не важно разрешение это для 6” дюймового смартфона или 27” монитора. О плотности пикселей речь не идет, она никак не фигурирует в документации.
EXIF стандарт
Спецификация «Exchangeable Image File Format» от 1995 — описывает дополнение данных для графических, видео и аудио файлов — метаданные. Используется большинством производителей техники от смартфонов до сканеров. Поддерживается всеми популярными операционными системами и браузерами.
В документации года термин “Resolution” определяет количество пикселей на дюйм — PPI/pixels per inch (или сантиметр). Стандарт для расчета PPI — 72px.
Имеем
В итоге два ведущих стандарта описывают разные характеристики одним термином “Resolution”. В IBM — это количество точек по высоте и ширине, в EXIF — количество пикселей на дюйм.
Проблема не была критичной, пока оставалась в рамках узкой специализации печатной продукции. Но с массовым распространением мобильных устройств с высокой плотностью пикселей на дюйм, она приобрела массовый характер.
Проблемы которые появились:
адаптация сайтов под retina;
адаптация high-res изображений под мобильный трафик;
инструментарий и удобство подготовки high-res изображений;
тестирование прототипов (до середины октября 2020 браузеры не полностью поддерживали EXIF).
Retina и Material Design
Если стандарт EXIF был буфером между цифровым изображением и печатным. То с появлением Retina iPhone, iPad и MacBook потребовался буфер между «стандартным» «разрешением» и «высоким». Таким буфером стал — логический пиксель. Такая хитрость позволила переводить изображение, которое рендерит операционная система или браузер, на физическое количество пикселей. При этом используя масштабирование — апскейлинг, как на примере изображения с iPhone’ами, так и даунскейлинг, как например на MacBook’ах.
Компания Google оказалась в более затруднительных обстоятельствах из за количества вендоров своей ОС. И вместе с Material Design компания предложила новую терминологию и стандартизацию под Android.
DP (pronounced «dips») — density-independent pixel — пиксель не привязанный к плотности. Стандарт расчета DIP для Android устройств — 160 (ведь Material Design — дизайн система не только для Андроид).
Size — та же трактовка, что и разрешение у IBM — количество пикселей по высоте и ширине.
Density — та же трактовка, что и разрешение у EXIF — плотность пикселей на дюйм.
Pixel Ratio — кратность 0,75x, 1x, 2x, 3x. Что очень удобно перекочует в Figma для экспорта файлов.
В первом варианте Material Design фигурировало понятие resolution для классификации обобщенных характеристик экранов. Но потом об упоминании данного термина отказались чтобы не путать дизайнеров.
Инструментарий
Одно дело, отрисовывать изображение в двукратном размере, чтобы оно хорошо смотрелось на iPhone’чике. Другое — постоянно с этим работать.
Как было раньше/всегда — открываешь Photoshop, создаешь изображение размером 100 x 100 px, если меняешь параметр Resolution с 72 на 144 dpi, размер пересчитывается на в два раза больший, те 200 x 200 px.
Если ставишь 300 pdi, размер пересчитается в 417 x 417 px. Сохраняешь. Если потом открыть сохраненный файл, то он откроется как файл с размером 417 x 417 px.
В 2022 году Photoshop и Figma научились масштабировать изображение в зависимости от прописанной плотности согласно метаданным, EXIF стандарту. Пока Figma корректно масштабируется файлы только с 72 и 144 ppi. Если забросить в фигма файл 200 x 200 px с 144 dpi, то она его отобразит как файл с размером 100 x 100 px. Photoshop же справится с любым изображением.
И это много удобнее, чем открывать на ретине файл предназначенный для ретина, без учета ресайзинга. Так же дела обстаят и с PrintScreen’ами. Big Sur сохраняет рендеренное изображение с размерами Feels like, но с 144 ppi. Что значит, логических пикселей в 2 раза меньше чем, физических. Если закинуть такой скриншот в figma, он также откроется в размере Feelslike.
А вот с экспортом из Figma все наоборот. Если отрисовать интерфейс для iPhone и поместить туда изображение, то в рабочей области он будет качетвеннм, но если экспортировать его в x1, и обратно закинуть в Figma, то откроется он в тех же пропорциях, но будет пиксельным.
Т.к. x1 — это парамет 72px в стандарте EXIF. который запишется в файл при экспорте.
Говорим правильно
У монитора — размер в дюймах, разрешение в количестве точек по высоте и ширине (например 4k), плотность в пикселях на дюйм.
У изображения — размер — количество пикселей по высоте и ширине, плотность в плотность в dp (density-independent pixel) или resolutionunit.
Что такое пространственное разрешение ПЗС и размер пикселя? — Oxford Instruments
Разрешение ПЗС является функцией количества пикселей и их размера относительно проецируемого изображения. Матрицы ПЗС с разрешением более 1000 x 1000 датчиков (1 мегапиксель) в настоящее время являются обычным явлением в научных камерах. Тенденция к камерам заключается в уменьшении размера сенсора, и в настоящее время на потребительском рынке доступны камеры с пикселями размером 4 x 4 микрона. Прежде чем мы рассмотрим наиболее подходящий размер пикселя для конкретного приложения, важно рассмотреть относительный размер проецируемого изображения к размеру пикселя, чтобы получить удовлетворительное воспроизведение изображения.
Рассмотрим проецируемое изображение круглого объекта, диаметр которого меньше пикселя. Если изображение попадает прямо в центр пикселя, то камера воспроизведет объект как квадрат размером в 1 пиксель. Даже если объект отображается на вершинах размером 4 пикселя, объект все равно будет воспроизводиться как квадрат, только затемненный, а не точное воспроизведение. Если диаметр проецируемого изображения эквивалентен одной или даже двум диагоналям пикселя, воспроизведение изображения по-прежнему не является точным воспроизведением объекта и существенно зависит от того, попадает ли центр проецируемого изображения либо на центр пикселя, либо на вершина пикселей.
Только когда изображение объекта покрывает три пикселя, мы начинаем получать изображение, которое воспроизводится более точно и четко представляет круглый объект. Качество изображения также теперь не зависит от того, где центрировано изображение объекта, в центре пикселя или в вершине пикселя. Теорема Найквиста, утверждающая, что частота цифровой выборки должна быть в два раза выше частоты аналоговой, обычно цитируется, чтобы рекомендовать «частоту дискретизации» в 2 пикселя относительно размера изображения объекта.
Теорема Найквиста имеет дело с двумерными сигналами, такими как звуковые и электрические сигналы, и она не подходит для изображения, которое имеет три измерения интенсивности в зависимости от пространственных измерений x и y.
В дополнение к дискретным пикселям точное воспроизведение объекта ограничивают и другие факторы, такие как качество системы обработки изображений и шум камеры. Разрешение и характеристики камеры в оптической системе можно охарактеризовать величиной, известной как передаточная функция модуляции (MTF) , которая является мерой способности камеры и оптической системы передавать контраст от образца к промежуточному изображению. плоскости с определенным разрешением. Вычисление передаточной функции модуляции — это механизм, который часто используется производителями оптики для включения данных о разрешении и контрасте в единую спецификацию. Эта концепция основана на стандартных соглашениях, используемых в электротехнике, которые связывают степень модуляции выходного сигнала с функцией частоты сигнала.
Типичная кривая ЧКХ для ПЗС-камеры с пикселями 10×10 и 20×20 микрон показана ниже справа. Пространственная частота синусоидальных волн, проецируемых на поверхность датчика, отложена по оси абсцисс, а результирующий процент модуляции — по оси ординат. Предельное разрешение обычно определяется как 3-процентный уровень модуляции.
Адекватное разрешение объекта может быть достигнуто только в том случае, если для каждой разрешаемой единицы сделано не менее двух образцов (многие исследователи предпочитают три образца на разрешаемую единицу, чтобы обеспечить достаточное количество образцов). В случае эпифлуоресцентного микроскопа разрешающая единица дифракционного предела Аббе на длине волны 550 нанометров с использованием объектива с числовой апертурой 1,25 составляет 0,27 микрона. Если используется объектив со 100-кратным увеличением, проецируемый размер дифракционно-ограниченного пятна на лицевой стороне ПЗС составит 27 микрон. Размер сенсора 13 x 13 микрон пикселей позволил бы совместить оптическое и электронное разрешение с 9x 9-микронный пиксель предпочтителен.
Хотя маленькие датчики в ПЗС улучшают пространственное разрешение, они также ограничивают динамический диапазон устройства.
— THOR AV
ШАГ ПИКСЕЛЯ СВЕТОДИОДНОЙ ПАНЕЛИ
Шаг пикселя — одна из наиболее важных характеристик при установке светодиодной видеостены. Он определяет, насколько далеко может быть видеостена от ближайшего взгляда, а также цену светодиодных панелей, из которых состоит стена.
Шаг пикселя с технической точки зрения — это расстояние между пикселями (от центра до центра) на светодиодной панели. Каждый светодиодный дисплей имеет шаг пикселя на некотором расстоянии, даже телевизоры и компьютерные мониторы. Иногда вам нужно подойти очень близко или даже использовать увеличительное стекло, чтобы увидеть отдельные пиксели. Чем ближе пиксели друг к другу, тем четче изображение на близких расстояниях.
Поскольку большинство светодиодных видеостен имеют приличное расстояние между самой стеной и ближайшим зрителем, шаг пикселя больше, чем на телевизоре или мониторе, где вы можете находиться всего в нескольких футах.
Текущий стандарт для большинства внутренних установок, таких как церковь или молитвенный дом, находится в диапазоне 2,5–4 мм. Если вы устанавливали видеостену для использования в качестве наружного рекламного щита, где люди проезжают на много метров от вывески, шаг может быть довольно большим, скажем, от 8 мм до 19 мм.
Чем выше шаг пикселя, тем дальше должен быть вид, чтобы видеть изображение, не видя пробелов между ними.
СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ШАГОМ ПИКСЕЛА И СТОИМОСТЬЮ ВИДЕОСТЕНЫ
Более высокий шаг пикселя также означает большую плотность пикселей или большее количество пикселей на панель. А большее количество пикселей означает большую стоимость. Например, в светодиодной панели размером 500 мм x 500 мм (достаточно стандартный размер):
- Светодиодная панель с шагом пикселя 5,2 мм будет иметь 96 рядов по 96 пикселей, или 96 x 96, и всего 9000 светодиодов
- Светодиодная панель с шагом пикселя 3,9 мм будет иметь разрешение 128 x 128 и содержать более 16 000 светодиодов
- Светодиодная панель с шагом пикселя 2,9 мм будет иметь более 28 000 светодиодов и разрешение 168 x 168.
Большее количество пикселей на панель означает, что вид будет ближе, но они также будут стоить дороже из-за большего количества светодиодов на панелях. Это область, где большее количество пикселей не означает, что определенная светодиодная видеостена лучше. Это просто означает, что люди могут сидеть ближе к нему.
РАЗРЕШЕНИЕ ВИДЕОСТЕНЫ
Как вы можете видеть в приведенном выше примере, разрешение одной светодиодной панели не является выдающимся по сегодняшним стандартам. Когда наши телевизоры втиснуты в 3840 × 2160 пикселей, кажется, что простые 168 × 168 не сравнимы. Из-за этого в большинстве установок множество светодиодных панелей собираются вместе, образуя видеостену.
Довольно стандартное разрешение на мониторе компьютера (WUXGA) составляет 1920 x 1200. Чтобы воспроизвести это на видеостене со светодиодными панелями с шагом 3,9 мм, такими как наша EDGE 3.9, у вас будет видеостена, состоящая из 15 панелей на 10. высокий. на самом деле это 19Разрешение 20 x 1280 или соотношение сторон 3:2 и колоссальные 24 фута x 16 футов (плюс-минус пара дюймов).