Identification and recognition

Identifizierung und Erkennung

Erforderliche Auflösung

Traditionellerweise werden die Anforderungen für die Auflösung eines analogen CCTV-Systems definiert, indem man festlegt, welchen Prozentsatz des ganzen Bildschirms das überwachte Objekt einnimmt.Verschiedene Überwachungsziele erfordern unterschiedliche Prozentsätze.

Um die Anwesenheit einer Person in einem überwachten Bereich festzustellen, könnte es beispielsweise erforderlich sein, dass die Person 10 % der Ansicht einnimmt.Für die Erkennung einer bekannten Person müsste diese vielleicht 50 % der Ansicht einnehmen, und die genauere Identifizierung dieser Person erfordert möglicherweise 120 % oder mehr.

Abbildung 1: Die Körpergröße von ein und derselben Person, wenn sie 20, 40 und 140 % des Bildes einnimmt.

Heute bieten Netzwerk-Video-Kameras viele verschiedene Auflösungen.Daher ist es sinnvoll, die Prozentsatzanforderungen in die Pixelauflösung zu übersetzen.Eine ausführliche Besprechung der erforderlichen Auflösung zur Identifizierung und Erkennung finden Sie in der Anleitung Die perfekte Pixelzahl“.

Für Objekte wie Kfz-Kennzeichen gelten andere Kriterien. Hier wird üblicherweise empfohlen, dass die Höhe von Buchstaben durch 15 Pixel (entspricht etwa 200 Pixel/m) dargestellt werden sollte, um die Lesbarkeit sicherzustellen.

Darüber hinaus ist es wichtig, bei der Festlegung der Auflösung, die erforderlich ist, um Kameraaufzeichnungen vor Gericht als Beweismittel verwenden zu können, gesetzliche und behördliche Anforderungen zu berücksichtigen.

Technische Anforderung Horizontale Pixel/Gesicht Px/cm Px/Zoll
Identifizierung (schwierige Bedingungen) 80 px/Gesicht 5 px/cm 12,5 px/in
Identifizierung (günstige Bedingungen) 40 px/Gesicht 2,5 px/cm 6,3 px/in
Erkennung 20 px/Gesicht 1,25 px/cm 3,2 px/in
Erkennung 4 px/Gesicht 0,25 px/cm 0,6 px/in

 

Tabelle 1: Die Definition der Anforderungen für Erfassung, Erkennung und Identifizierung von Axis.

Die Auflösung einer erfassten Szene wird durch die Kameraauflösung und die Größe der Szene bestimmt.Wenn Sie beispielsweise eine Kamera mit einer 4CIF-Auflösung (704 x 576 Pixel) verwenden, können Sie maximal eine 1,4 m breite Szene abdecken, wenn die lineare Auflösung bei 500 oder mehr Pixel/m liegt.Sie müssen eine Kamera und ein Objektiv auswählen, deren Sichtfeld der Größe der Szene im gewünschten Abstand von Kamera zu Szene entspricht.

Horizontale Kameraauflösung Brennweite Maximale
Beleuchtungsweite
Maximale
Szenenbreite
2592 Pixel 2,8 – 8 mm 9 m 5,2 m
1280 Pixel 3,3 – 12 mm 6 m 2,6 m
1920 Pixel 5,1 – 51 mm  41 m 3,8 m
736 Pixel 3,3 - 119 mm 50 m 1,5 m
1280 Pixel 4,4 – 132 mm 67 m 2,6 m

 

Tabelle 2: Beispiele für Maximalabstände zur Identifizierung (500 Px/m oder 80 Pixel/Gesicht).

Der Axis Objektivrechner und das AXIS Produktauswahl-Tool sind nützliche Werkzeuge, die Sie bei der Auswahl einer geeigneten Kamera und Brennweite unterstützen.Für erfahrene Benutzer ist außerdem ein Arbeitsblatt für die Pixel- und Entfernungsberechnung verfügbar.

Various Resolutions

Abbildung 2: Verschiedene Auflösungen im Vergleich.
1: 4 CIF (704 x 576)
2: SVGA (800 x 600)
3: HDTV 720p (1280 x 720)
4: HDTV 1080p (1920 x 1080)
5: 3 MP (2048 x 1536)
6: 5 MP (2592 x 1944)
7: 4K (3840 x 2160) 

Je höher die Tiefenschärfe, desto größer der Bereich, in dem Personen und Objekte fokussiert werden. Eine hohe Tiefenschärfe erhöht die Wahrscheinlichkeit der Identifizierung. Die Tiefenschärfe wird durch die Blendenöffnung, die Brennweite und den Abstand zur Kamera bestimmt.

Je kleiner die Blendenöffnung, desto höher die Tiefenschärfe. Eine gute Beleuchtung kann demzufolge die Tiefenschärfe verbessern. Die P-Iris-Funktion einiger Axis Kameras passt die Blende an verschiedene Lichtbedingungen an, um die Tiefenschärfe zu erhöhen.

In diesem Whitepaper erfahren Sie mehr über die P-Iris:

P-Iris. New iris control improves image quality in megapixel and HDTV network cameras (P-Iris. Neue Blendensteuerung verbessert die Bildqualität von Megapixel- und HDTV-Netzwerk-Kameras).

Auch mit einer kleineren Brennweite vergrößert sich die Schärfentiefe. Kameras mit höheren Auflösungen können mit kürzeren Brennweiten Szenen aufnehmen und dabei weiterhin die Anforderungen an die Auflösung erfüllen.

Die meisten Objektive weisen eine gewisse Verzerrung auf, häufig in Form einer Tonnenverzeichnung. Dies liegt daran, dass die Objektivvergrößerung an den Rändern des Sichtfeldes geringer ist als in der Bildmitte. Das hat den Effekt, dass Objekte am Rand im Vergleich zu einem unverzerrten Bild scheinbar näher am Bildmittelpunkt liegen. Objekte gleicher Größe decken dicht am Rand weniger Pixel ab, verglichen damit, wie viele sie weiter in der Mitte abdecken würden. Das führt dazu, dass Objekte am Rand des Sichtfeldes näher an der Kamera sein müssen, um die Anforderungen an die Mindestauflösung zu erfüllen.

Bei kurzen Brennweiten ist der Effekt der Tonnenverzeichnung oft wesentlich ausgeprägter, sodass Weitwinkelobjektive für die Identifizierung weniger geeignet sind.

Lichtstärke