Identification and recognition

Идентификация и распознавание

Необходимое разрешение

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 3,2 пикс./дюйм
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
736 пикселей 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.

Various Resolutions

Рис. 2. Сравнение изображений при разных разрешениях.
1: 4 CIF (704x576)
2: SVGA (800x600)
3: HDTV 720p (1280x720)
4: HDTV 1080p (1920x1080)
5: 3 Мп (2048x1536)
6: 5 Мп (2592x1944)
7: 4K (3840x2160) 

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. Это означает, что объекты, расположенные по краям поля обзора, должны быть ближе к камере, чтобы выполнялись требования минимально допустимого разрешения.

Эффект бочкообразных искажений обычно намного сильнее проявляется при более коротких фокусных расстояниях, что делает широкоугольные объективы менее пригодными для целей идентификации.

Освещение