Panoramik Kamera Görüntü Mesafesi Nasıl Hesaplanır?

Panoramik bir kamera, tüm yönlerde çok geniş ve kesintisiz bir görünüm sağlar ve  görüntü, bir ya da birden çok sensör (veya kamera) kullanılarak elde edilebilir. Tek sensörlü 360 derece veya balıkgözü ya da panoramik kameralarla ilgili en temel sorun, görüntüleme mesafesi ve ayrıntı kalitesidir.  Bu makalede, farklı panoramik IP kameraların görüş mesafesinin nasıl hesaplayacağımızı öğrenecek ve tek sensörlü, çoklu sensörlü ve çok yönlü ( muti directional=IP kameraları karşılaştıracağız. Çok yönlü kameralar gerçek anlamda panoramik kameralar olarak değerlendirilmez, ancak çoğu durumda aynı uygulamalarda kullanılabilirler.

Tek sensörlü panoromik güvenlik kameraları

360 derece görüş sağlayan IP kameralar, özel geniş açılı lensler kullanır. Bu lenslere balıkgözü lensler de denir. Standart lenslere kıyasla lensin daha geniş açıya sahip olması, görüntüde daha fazla bozulmaya neden olur. Lens distorsiyonu adı verilen bu durum, düz çizgilerin bükülmesiyle sonuçlanır. 

Distorsiyon sorunu, özel yazılım kullanılarak düzeltilebilir. De- warping adı verilen bu yazılım, video yönetim yazılımında (bilgisayarınızda çalışan VMS'de) veya kamerada bulunabilir.

Tek sensörlü panoramik kameralar, çok sensörlü panoramik kameralardan daha küçüktür, ancak daha az çözünürlüğe sahiptir.

Tek sensörlü panoramik IP kamera mesafe hesaplama

Ayı 384,400 km uzaktan görebilirsiniz. Ancak, bu denli büyük bir mesafeden fazla detay göremezsiniz. Bir IP kameranın etki mesafesi, nesnenin ne kadar büyük olduğu ve ne kadar detay görmek istediğinize bağlıdır. Örneğin, aydaki bütün kraterleri görmek isterseniz güçlü bir teleskopa ihtiyacınız olacaktır. Panoramik kameranın görüş mesafesinin hesaplanması, dar objektifli standart bir kameranınkinden daha farklı hesaplamalar gerektirir.

Görüntüleme mesafesi kameranın çözünürlüğü ve lens açısı ile belirlenir. Örnek olarak, 30 cm için 80 piksele ihtiyacımız olduğunu varsayalım. Bu çözünürlük, tanıdığımız bir kişiyi tanımlamak için yeterli çözünürlük sağlar. Bilmediğimiz bir kişiyi tanımlamak ve yüz tanıma yazılımını kullanmak için daha yüksek çözünürlük gerekir.

Kamera merceğinin açısı çok geniş olduğunda, bir dairenin yarıçapını hesaplamak için  aşağıdaki formül kullanılır. Yarıçap, bir kişinin yüzünü tanımlamak için en etkili mesafedir.


C = çevre
R = mesafe (veya dairenin yarıçapı)
A = mercek açısı
R = mesafe (veya dairenin yarıçapı)
S = Görüş alanına eşit olan çizgi segmenti

Panoramik kamera 180 derecelik bir merceğe sahiptir.

Görüş alanı (S) yarım daireye eşittir.

180 derecelik segmentin uzunluğu, kameranın çözünürlüğünü gereken piksel / ft’ formülüne göre hesaplanır. Bu örnek için Hanwha'dan PNF-9010 gibi bir 4K kamerayı kullandığımızı varsayalım. Bu kameranın çözünürlüğü 4000 x 3000 pikseldir. Görüş alanı panoramik bir kamera için olduğundan, hesaplamalarımız için 3000 pikseli kullanıyoruz.


Görüş Alanı (FOV) = toplam piksel / Piksel / ft

• FOV = 3000/80 piksel / ft = 37,5 ft= 11,43 metre

Görüş alanının 180 derecelik S segmentine eşit olduğunu unutmayın.

• S = 37,5 ft,

böylece toplam çevre:

• C = 2 x S = 37.5 x 2 = 75 ft= 22,9 metre olacaktır.

Şimdi mesafeyi hesaplamak için yarıçap formülünü kullanıyoruz:

R = C / (2π)

• R = 75/2 x 3,14 = 11,9 ft= 3,6 metre

Dolayısıyla, panoramik kamera için yapılan hesaplamalar, kameranın 3,6 metreye kadar uzaktaki bir kişiyi tanımak için yeterli çözünürlüğe sahip olduğunu gösterir. Daha da az detay görmekle birlikte, alanın küçük olduğu durumlar için uzaklık iyi bir seçimdir ve durumsal farkındalığa ihtiyaç duyduğunuz daha geniş alanlarda da kullanılabilir.

Panoramik kameranın çözünürlüğünün, merkezden görüşün dış kenarına kadar değiştiğini unutmayın. En iyi çözünürlük görüntünün ortasında yer alırken ve en kötüsü kenarlarda olacaktır.



Koyu mavi alan açık mavi alanın yaklaşık yarısı çözünürlüğünü sağlar.

Multi sensörlü panoromik güvenlik kameraları

Çok sensörlü (veya kameralı) panoramik kameralar, tek sensörlü kameradan daha büyüktür, ancak daha fazla çözünürlük sağlarlar. Panoramik IP kameralar tek bir ağ bağlantısına sahiptir ve video kayıt sistemleri tarafından tek bir kamera olarak kabul edilir. Bu aynı zamanda, sadece video kayıt yazılımı için tek bir kamera lisansı gerektiği anlamına gelir. Kameralar veya sensörler, yazılımın videoyu panoramik bir görüntü oluşturmak için birleştirebilmesini sağlayacak şekilde, özel olarak konumlandırılmıştır. Kamera yönü bu nedenle değiştirilemez, ancak180 derecelik veya 360 derecelik görünüm için kullanılabilirler.

Multi sensör panoromik kamera mesafe hesaplama

Öncelikle, 180 derece kameralar ve 360 derece kameralar arasında bir fark olduğunu unutmayın. Hanwha PNM-9020V IP kamera gibi 180 derecelik panoramik kamera, duvara monte edilir. 180 derecelik görüş alanı, 360 derecelik görünüme kıyasla iki kat çalışma mesafesi sağlar. Uzaklık daha büyüktür çünkü 180 derecelik konfigürasyon 45 derecelik açı lensleri kullanırken, 360 derece görüş açısı 90 derece lens kullanır. Görüş ne kadar geniş olursa, çalışma mesafesi o kadar kısalır.

Hesaplamaları yapmak için, 1920 x 1080 piksel çözünürlüğüne sahip dört adet 2 megapiksel kamera içeren Hanwha PNM-9020V panoramik kamerayı kullandığımızı ve her bir sensörün 45 derecelik bir lens kullandığını varsayalım. Hanwha PNM-9020V, her kamera için koridor modunu kullanması açısından sıradışı bir kameradır. Koridor modu, daha geniş dikey görünüm sağlamak için görüntüyü 90 derece döndürür. Kamera duvara yerleştirildiğinde görülebilen dikey mesafeyi artırır. Koridor modu kullanmak, hesaplamaları yapmak için 1920 çözünürlük yerine 1080 piksel çözünürlüğünü kullanmamız gerektiği anlamına gelir.

• Görüş alanı 1080 piksel / 80 Piksel / ft'ye eşittir. = 13,5 ft= 4.1 metre
Her lens dairenin 1 / 8'ini kaplar.
• Çevresi 8 X 13,5 ft = 108 ft= 33 metreye eşittir.
Daire formülünü kullanarak, C / (2π) = R
• R = 192 ft / 6.28 = 17,2 ft= 5,2 m

2 megapiksel kamera kullanan 360 derecelik panoramik sistem, tavana monte edilir ve kamera altındaki alan da dahil olmak üzere odanın daha geniş bir görünümünü sağlar. 90 derece lens kullandığı için, çalışma mesafesi ikiye kesilir. R = 8,6 ft= 2,6 m

Çok sensörlü kameranın bir avantajı geliştirilmiş çözünürlük ve daha az bozulmadır. Çözünürlük, toplam görüntü ile oldukça eşit kalır. Dezavantajı ise kameraların tek sensörlü panoramik IP kameralardan daha büyük olmasıdır.

Multi-Sensor, multi-Directional ( çok yönlü) panoromik kameralar

Yeni nesil multi sensör kameralar bağımsız olarak ayarlanabilen dört veya daha fazla yüksek çözünürlüklü kamera (veya sensör) içerir. Çok yönlü multi sensör kameralar, panoramik kameralarla benzer uygulamalarda kullanılabilir. Aradaki fark, bu kameraların panoramik kameralar gibi tüm görüntüleri bir araya getirmemesidir. Çok yönlü  IP kameralar Axis ve Hanwha'dan temin edilebilir. Örneğin, Hanwha PNM-9081VQ IP kamera dört kamera kafası içerir. Bu çok sensörlü ve çok yönlü bir kamera sistemidir. Her kamera ayrı ayrı ayarlanabilir, uzaktan yakınlaştırılabilir ve odaklanabilir.

Multi-Sensor, multi-Directional kameralar için mesafe hesaplama

Hanwha'dan iki model, 2 Megapiksel kamera kullanan PNM-9080 ve 5 megapiksel kamera kullanan PNM-9081 modelleri mevcut. Her kameranın mercekleri bağımsız olarak ayarlanabilir. 5 megapiksel kamera lenslerinin her biri 90 derecelik bir görünüme ayarlayarak, bir kişiyi ne kadar uzakta tanımlayabileceğimizi hesaplayabiliriz.

• Bu kamerada 2560 x 1920 çözünürlük var.
• Görüş alanı 2560 piksel / 80 Piksel / ft'ye eşittir. = 32 ft (9,8 m)
Bu ½ daire ¼ yerine daire için.
• Çevre 4 X 32ft eşittir. = 128 m.
Daire formülünü kullanarak, C / (2π) = R
• R = 128 ft / 6.28 = 20 ft (6 m)

Multi sensör kamera modellerinin avantajı, dört kameranın bağımsız olarak konumlandırılabilmesidir. Bir bölgenin belirli alanlarını gözlemlemek istediğinizde, ayrı olarak yerleştirilmiş kameralara sahip bir kamera sistemi yararlıdır. Örneğin, büyük bir odayı görüntüleyebilir ve kameralardan birini, içeri giren bir kişinin yüzünü tanımlamak için kullanabilirsiniz. Lens daha dar bir açı için ayarlanmışsa, çalışma mesafesi artar. Örneğin, lensi 45 dereceye ayarlarsanız, aralık yaklaşık 12,5 metreye yükselir.

Bu kameraların dezavantajı, kameranın daha büyük olması ve daha fazla güç gerektirmesidir. Örneğin, PNM-9081VQ kamera yüksek güçte PoE enjektörüne ihtiyaç duyar (bu, kamerayla birlikte ekstra bir ücret ödemeden gelir).

Özet

Panoramik kameralar, çevrenin sürekli 180 derecelik veya 360 derecelik bir görünümünü sağlar. Durumsal farkındalık için mükemmeldir çünkü bir bölgedeki her şeyi görebilirsiniz. Tek kameralı panoramik kameralar, videonun çözülmesini sağlayan özel bir yazılım gerektirir. Çok sensörlü panoramik kameralar, daha yüksek çözünürlük sağlar ve bir kişinin yüzünü daha uzak bir mesafede tanımlamak için idealdir. Çok yönlü IP kameralar çoklu sensörler kullanır, ancak tüm görünümleri birbirine birleştirmek mümkün değildir.

Görüntüleme mesafesini ihtiyaç duyulan çözünürlüğe ve lens tipine bağlı olarak hesaplanır. Çok sensörlü kamera daha fazla ayrıntı görüntüleyebilir ve bir kişinin yüzünü 6 metre uzaklığa kadar tanımlamanıza olanak tanır, tek sensörlü kamera ise yalnızca yaklaşık 3.5 metre menzile sahiptir.