На каком расстоянии камера видеонаблюдения распознает лицо человека

Сравнительный тест ip камер с разрешением 1 Мп, 2 Мп, 4 Мп и фокусным расстоянием объектива от 2,8 мм до 6 мм

 

 

 Сразу хочу обратить ваше внимание, что разрешение, а именно количесство Мегапикселей не является определяющем фактором при идентификации объектов на расстоянии.

-Тип матрицы так же играет значительную роль в этом процессе (различают CMOS – простая и популярная технология, уровнем по выше идут CCD, Super HAD CCD и фирменная Sony Ex-View)

- Большое значение имеет физический размер матрицы (величина 1/3 – характерна для большинства стандартных камер, в более дорогих моделях эта величина составляет 1/2,8 а в профессиональных, интеллектуальных камерах видеонаблюдения до - 1/1,7)

- При слабой освещенности стандартным значением светочувствительности является 0,01 – 0,07 Lux, (0 Lux при включенном ИК-прожекторе), светосила объектива F = 1,2 - 2.0

 Связь фокусного расстояния объектива и угла обзора видеокамеры можно посмотреть здесь

Сравнение 3х Ip камер

 

 

На примере стандартных ip камер с базовыми характеристиками посмотрим на каком расстоянии каждая из них справиться с поставленной задачей.

 

 

 

 

 

 

 

 

Начнем с 1 Мп  ip камеры  Hikvision DS-2CD2012-I

1 Мп, объектив 4 мм, разрешение 1280х720
 
1 Мп, объектив 6 мм, разрешение 1280х720
 
Как видим с камер в 1 мегапиксель лицо человека можно распознать в
зависимости от объектива с расстояния в 5 и 7 метров соответственно
 
 
 
 
Так же ниже посмотрим скриншоты с этих камер на расстоянии 9-7-5-3 метров 
(Для просмотра изображения в натуральную величину кликните на него)
1 Мп, объектив 6 мм, разрешение 1280х720
 
скриншот с ip камеры Hikvision_DS-2CD2012-I 9m скриншот с ip камеры Hikvision_DS-2CD2012-I 7m скриншот с ip камеры Hikvision_DS-2CD2012-I 5m скриншот с ip камеры Hikvision_DS-2CD2012-I 3m
Расстояние распознавания лица ip камерой Hikvision DS-2CD2012-I на расстоянии 9 метров Расстояние распознавания лица ip камерой Hikvision DS-2CD2012-I на расстоянии 7 метров Расстояние распознавания лица ip камерой Hikvision DS-2CD2012-I на расстоянии 5 метров Расстояние распознавания лица ip камерой Hikvision DS-2CD2012-I на расстоянии 3 метра

 

Далее сравниваем 2-х Мегапиксельные ip камеры

(1920х1080 Full HD) с объективом 4 и 2,8 мм, в различном в форм-факторе, а именно цилиндрическая, купольная и внутренняя
2 Мп, объектив 4 мм, разрешение 1920х1080, Цилиндрическая DS-2CD2022-I
 
 
На мой взгляд, 2 Мегапикселя уже распознают лицо человека
на границе 7 метров, конечно, если речь идет про объектив в 4 мм.
 
Что касается широкоугольного объектива в 2,8 мм,
в этом случае, несмотря на разрешения 1920х1080 (Full HD)
момент распознавания лица человека ожидаемо ниже, и находиться
на расстоянии 3-5 метров.
Поскольку шурокоугольный объектив в 90° рассчитан на охват большой
территории, так за счет этого приходиться жертвовать детализацией
предметов на расстоянии.
Такие решения больше подходят для небольших помещений, комнат
и вешаются в углу комнаты, с целью охватить её от стены до стены.
 
В общем смотрите сами видео и скриншоты с ip камер, сравнивайте,
только не забывайте в настройках плеера YouTube выставлять
максимальное качество, а так же напоминаю, что все картинки кликабельны.
2 Мп, объектив 2,8 мм, разрешение 1920х1080, Внутреняя DS-2CD2422F-I
 
2 Мп, объектив 4 мм, разрешение 1920х1080, Купольная DS-2CD2122F-I 
 
2 Мп, объектив 2,8 мм, разрешение 1920х1080, Внутреняя, ночь
 
2 Мп, объектив 4 мм, разрешение 1920х1080, Купольная, ночь
 
Расстояние распознавания лица 2х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2022-I на расстоянии 9 метров Расстояние распознавания лица 2х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2022-I на расстоянии 7 метров Расстояние распознавания лица 2х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2022-I на расстоянии 5 метров Расстояние распознавания лица 2х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2022-I на расстоянии 3 метров
Расстояние распознавания лица 2х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2122F-I на расстоянии 9 метров Расстояние распознавания лица 2х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2122F-I на расстоянии 7 метров Расстояние распознавания лица 2х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2122F-I на расстоянии 5 метров Расстояние распознавания лица 2х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2122F-I на расстоянии 3 метрf
скриншот с ip камеры Hikvision_DS-2CD2422F-I 9m, объектив 2,8 мм скриншот с ip камеры Hikvision_DS-2CD2422F-I 7m, объектив 2,8 мм скриншот с ip камеры Hikvision_DS-2CD2422F-I 5m, объектив 2,8 мм скриншот с ip камеры Hikvision_DS-2CD2422F-I 3m, объектив 2,8 мм

 

Затем тестируем 4-х Мегапиксельную ip камеру DS-2CD2042WD-I

с объективом 4 мм, разрешение 2688х1520

Не ждите чуда, знакомого человека думаю без труда можно распознать на расстоянии 9 и более метров с помощью этой камеры, однако речь об идентификации на таком расстоянии уже не идет, просто потому что на таком отдалении предмет уже слишком мал для распознования камерой с объективом в 4 мм.

Такое фокусное расстояние объектива соответсвует углу обзора в 75°, что приближенно к углу обзора человеческого глаза. Так вспомните себя на приеме у окулиста, где Вам показывают буквы и за пределами физичесских возможностей глаза вы просто уже не в состоянии их различить, но стоит вам вооружить глаз, скажем биноклем, как ваши возможности многократно увеличиваются.

Так и здесь, если задача стоит идентифицировать мелкие детали на большом расстоянии, то необходимо изменять оптичесское расстояние объетива в сторону его увеличения.

Расстояние распознавания лица 4-х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2042WD-I на расстоянии 9 метров Расстояние распознавания лица 4-х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2042WD-I на расстоянии 7 метров Расстояние распознавания лица 4-х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2042WD-I на расстоянии 5 метров Расстояние распознавания лица 4-х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2042WD-I на расстоянии 9 метров

 

 

расстояние распознавания с ip камер
 
Вместе с тем, в продолжении теста я вырезал прямоугольную область с каждого изображения, при этом не увеличивая ни одного из них. Расстояние так же 5 метров

Преимущества четырех мегапикселей перед одним "на лицо", так в нижней прямоугольной области отчетливо читаются даже буквы на табличках.

 


На основании вышеизложенного, можно сделать ВЫВОД, что 4Мп ip камера действительно справляется с задачей применимой в этом тесте по идентификации лица человека в разы лучше базовой модели ip камеры с разрешением в 1 Мп, а разница в стоимости у них составляет 65 $.

На сегодня стоимость модели DS-2CD2042WD-I остается все же высокой, хотя для области наблюдения где требуется высокое разрешение на большой территории вполне одну такую можно и заложить в проект.

Конечно, сегодня существуют ip камеры с разрешением 4К, что составляет примерно 8,8 Мп с разрешением 4096x2160. Однако сейчас их стоимость зашкаливает, а так же для инсталляции ситемы на базе таких камер потребуются мощнейшие сервера для обработки входящего потока данных,  не говоря уже, что  при использовании камер с высоким разрешением в значительной степени повышается нагрузка на сеть, так же существует ограничение по пропускной способности сетевых кабелей, и конечно требуется большое дисковое пространство для хранения видеоархива.

Вместе с тем по состоянию на январь 2018 года, разработчики систем видеонаблюдения внедрили новый формат сжатия - кодек H.265+, который в свою очередь снимает все вышеперечисленные проблемы, поскольку видео с камер с разрешением в 8 Мп, по битрейту соответствует видео с 2х Мп камер с кодеком H.264. 

Хотелось бы отметить, что объективы с фокусным расстоянием 2,8 - 4 мм не совсем подходят для целей нашего теста, поскольку углы обзора в 90° и 75° всё же предназначены для общего обзора.

Вместе с тем, если область интереса лежит в непосредственной идентификации лиц на расстоянии, например на проходной или наблюдение за денежными расчётами в кассе или обменнике, то в таких случаях используются узкоугольные объективы с фокусным расстоянием объектива в 6, 12, 16 мм или более дорогие вариофокальные объективы с возможностью ручной (или моторизированной) настройкой фокусного расстояния.

При беглом просмотре видео, может сложиться впечатление, что особой разницы между ними
и не заметно, однако путем простого наложения скриншотов с ip камер друг на друга, складывается понимание разницы в размерах получаемого изображения.
Так же разница ощутима и в весе изображения, а именно в размере Килобайт, так скриншот с камеры в
1 Мп весит 200 Кб;
2 Мп уже 400 Кб;
4 Мп - 800 Кб,
Та же ситуация применима и к видеоархиву
наложения скриншотов с ip камер с различным разрешением

 

 

Hikvision DS-2CD2T42WD-I8 с объективом 16 ммДалее для этого теста возьму 4-х Мегапиксельную ip-камеру Hikvision DS-2CD2T42WD-I8 с фокусным расстоянием объектива 16 мм, что соответсвует углу обзора в 20°.

Такой узкоугольный объектив предназначен решать задачи по идентификации объектов на действительно значительных расстояниях в узконаправленой территории, таких как входы и въезды.

Вместе с тем, производитель заявляет для этой модели встроенный аппаратный WDR - 120 dB, и дальность ИК-подсветки до 80 метров по фирменной технологии EXIR. 

Hikvision DS-2CD2T42WD-I8 с объективом 16 мм

 

 

 

Итак, сможет ли эта ip-камера распознать лицо человека на расстоянии до 25 метров?

Смотрим видео и скриншоты  

Расстояние до калитки 23 метров, первый колышек 11 метров, далее 9,7,5,3

 
 
Расстояние распознавания лица 4-х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2T42WD-I8 на расстоянии ,34 метров Расстояние распознавания лица 4-х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2T42WD-I8 на расстоянии 22 метра Расстояние распознавания лица 4-х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2T42WD-I8 на расстоянии 20 метров Расстояние распознавания лица 4-х Мп ip камерой Hikvision DS-2CD2T42WD-I8 на расстоянии 11 метров

На мой взгляд такой объектив в 16 мм позволяет произвести распознание человека на расстоянии 20-22 метров, однако теперь мы видим только корридор из узкого пространства в 20°.

Своё мнение по этой теме, а так же вопросы можете оставить в конце статьи в комментариях.А так же  всегда сможете проконсультироваться по телефонам или написать на почту в разделе контакты и обратная связь.

Комментарии   

0 # расстояние распознаванияВиктор П 27.03.2017 10:40
Распознавание людей на расстоянии до 200 метров - если интересно, смотрите https://habrahabr.ru/sandbox/59453/
0 # RE: расстояние распознаванияipvision 27.03.2017 10:59
По вашей ссылке открывается статья "Видимость сквозь турбулентную атмосферу"

Недостаточно прав для комментирования