Камеры видеонаблюдения являются одним из самых важных инструментов в области охраны объектов и имущества. Однако фраза: «Что видишь, то и получаешь» применима в буквальном смысле. Правильная настройка камер видеонаблюдения непосредственно влияет на уровень их эффективности. Одним из существенных аспектов настройки камеры видеонаблюдения является ее поле зрения. Словарь Уэбстера сказал бы вам, что поле зрения камеры – это угол между двумя лучами, которые соединяют центр объектива и две противоположные стороны кадра. Дополнительно можно уточнить, что поле зрения имеет вертикальную составляющую (вертикальное поле зрения) и горизонтальную составляющую (горизонтальное поле зрения). Простыми словами это означает изображение с камеры, которое вы видите как в режиме реального времени, так и в записи. Это звучит достаточно просто, но есть несколько ошибок, которых вы должны постараться избежать.
Концепция поля зрения может ошибочно казаться простой, потому что этому вопросу обычно не посвящают много времени. Однако если вы найдете время для более глубокого анализа влияния этого параметра на другие аспекты проектирования периметра, на задачи безопасности или сами камеры, быстро станет очевидным, что поле зрения камер – это ключевой аспект всего проекта, и он должен быть определен на ранних стадиях процесса проектирования. Читайте дальше, чтобы узнать какие ошибки часто встречаются в этой области, и используйте эту информацию как руководство, чтобы избежать подобных проблем в будущем.
1. Невыполнение домашнего задания
Одна из первых идей, которую вы должны понять, это то, что поле зрения камеры не является независимой переменной. Как показано в статье «Восемь шагов для более безопасного периметра», размещение камер может быть дорогим предложением, и будет еще дороже, если сделано неправильно. Вы должны учитывать, что место размещения, зона обнаружения, слепые зоны и поле зрения являются взаимно зависимыми переменными. Изменение одной влияет на все остальные. При наличии вариофокального объектива, данная зависимость обычно упускается из виду. Это происходит из-за той мысли, что неудачное положение камеры или неправильно выбранная область съемки позже может быть компенсирована с помощью функции переменного фокуса объектива. Это ошибка и потенциально дорогостоящая авантюра.
Вы должны приступать к проектированию системы, учитывая все аспекты, включая определенное поле зрения камеры и его зависимость от других параметров установки. Освежите свои знания по геометрии, найдите и используйте калькулятор поля зрения и хорошее средство для проектирования расположения камер. Убедитесь, что вы проверили зоны обнаружения, создали перекрытие для слепых зон камер, и определили поле зрения, чтобы у вас было некоторое пространство для маневра после установки оборудования. Будут неточности в выборе положения камер и непредвиденные проблемы с выбором области обзора камер, но вы не должны рассчитывать на то, что сможете решить эти проблемы с помощью настройки вариофокального объектива.
2. Мышление с позиции фотографа
Все мы помним курс фотографии в старшей школе и «правило третей»: две трети кадра должны занимать земля и предмет съемки, одну треть – необходимо оставить для неба. Мы никогда не используем это правило, когда фотографируем тетю Беатрис или когда фотографируем в отпуске на Гаваях. Но удивительно, как часто мы используем это правило, когда настраиваем камеры видеонаблюдения. Хотя «правило третей» приятно глазу зрителя, в мире безопасности оно неприменимо.
Фактически не существует такой системы безопасности, в которой наблюдение неба имело бы какой-либо смысл. Вместе с тем существует много причин, по которым вы не должны смотреть в небо. Сюда относятся блики и ослепление камер во время восхода и захода солнца. Еще одним аргументом является то, что, по сути, вы тратите 33% емкости хранилища данных и пропускной способности сети на занимательные облачные образования. Единственная причина для того, чтобы в поле зрения камеры было небо, это наличие точки отсчета и возможность убедиться, что у вас есть достаточно пространства для любых вертикальных зон обнаружения.
Как правило, 10% кадра более чем достаточно, чтобы задать систему отсчета. Если рассматривается вертикальная зона обнаружения, например, чтобы убедиться, что вы можете наблюдать вторжение через забор, в таком случае требуется еще меньше неба в кадре.
Эфективность камеры видеонаблюдения во многом зависит от правильно настроенного поля зрения. Изображения и подписи любезно предоставлены компанией PureTech Systems.
3. Слишком ранний сон
Обход того места, где планируется создать систему видеонаблюдения, является крайне важной частью процесса проектирования системы безопасности. Хорошие консультанты и образованные хозяева открывают доступ на территорию для потенциальных проектировщиков системы безопасности. Таким образом, все уникальные особенности данного объекта становятся понятны на ранних этапах проектирования системы безопасности. Я уверен, что вы или ваша компания принимали участие в подобных мероприятиях, но мне любопытно, сколько подобных осмотров территории было проведено в ночное время. В большинстве случаев это считается ненужным, потому что обычно проект системы безопасности включает в себя решения для наблюдения в условиях слабой освещенности, такие как инфракрасная подсветка, тепловизионные камеры и т.д.
Однако существует большое количество источников света, которые должны быть учтены при настройке поля зрения камер: освещение самого объекта, периодический свет фар, освещение смежных объектов, восход/заход, отраженный свет (вода, окна) и т.д. Источники света могут вредить камерам различными путями, поэтому важно знать, где они находятся, и постараться исключить их из поля зрения камер. К сожалению, если вы не планируете поработать в ночную смену, у вас не будет возможности обнаружить, где скрываются эти проблемные источники света.
Низкое поле зрения камеры позволяет лучше идентифицировать специфические детали (лицо, одежду, т.д.), но обеспечивает меньшую эффективность в области обнаружения и слежения, чем более высокое поле зрения камеры.
4. Мысли сосредоточены только на камере
Принимая во внимание само определение поля зрения камеры, которое мы рассмотрели в первом параграфе, было бы странным думать о чем-либо другом, кроме камеры. Но на самом деле большой ошибкой является настройка поля зрения камеры без учета поля зрения осветителя. Используете ли вы инфракрасное освещение или освещение белым светом, для ночного видеонаблюдения наиболее важным аспектом является не поле зрения камеры, а скорее поле зрения источника инфракрасного или видимого света.
Если вы когда-либо просматривали изображение с камеры при слабом освещении или его отсутствии, тогда вы понимаете, почему это так важно – без достаточного освещения вы фактически получаете черное изображение. Если вы хотите, чтобы поле зрения камеры в ночное время соответствовало полю зрения камеры в дневное время, тогда вы должны убедиться, что луч осветителя соответствует полю зрения камеры и по дальности, и по ширине. Некоторые осветители имеют настройки, с помощью которых вы можете сделать луч узким и длинным или широким и коротким. Другие имеют фиксированную форму луча. Почти во всех случаях, результирующее поле зрения, которое соответствует возможностям осветителя, будет значительно меньше по расстоянию, чем поле зрения, которое можно получить одной камерой при дневном освещении.
Если вы не принимаете во внимание поле зрения осветителя, это может стать дорогостоящей ошибкой с точки зрения охвата территории. Вам придется посидеть допоздна, чтобы убедиться, что покрытие камер соответствует требованиям. Но убедитесь, что вы учли поле зрения осветителя на стадии проектирования, потому что это может закончиться тем, что в ночное время у вас будут пробелы в покрытии.
Для заданного покрытия территории в ночное время, поле зрения камеры должно совпадать с полем зрения инфракрасного осветителя. На этом рисунке показано, как поля зрения камеры и осветителя должны быть настроены, чтобы соответствовать друг другу.
5. Непонимание явления размытия пикселей.
Размытие пикселей – это явление, при котором, чем больше информации передается одним пикселем, тем более размытой становится эта информация. Обычно эта проблема возникает, когда настраивают обзор камеры и расширяют ее поле зрения так, что оно становится настолько широким, насколько позволяет объектив. Это доступная информация, так почему бы нам не расширить обзор с помощью объектива, чтобы получать ее? Ответ на этот вопрос зависит от поставленной задачи.
Важно понять, что камера разработана так, чтобы дать вам определенное количество пикселей эффективной видеоинформации. Замена объектива или изменение уровня увеличения объектива дает вам другое поле зрения, но не дает вам больше пикселей. Количество пикселей постоянно. Таким образом, расширение обзора фактически размывает видеоинформацию любого конкретного пикселя.
Вот один из способов, чтобы понять это. Представьте, что набор пикселей данной камеры – это эластичная грузовая сеть. Каждая ячейка сети представляет собой пиксель. Если вы расширяете поле зрения камеры, вы фактически растягиваете сеть. Вы расширили пиксели, но помните, что пиксель – это единичная величина. Так что теперь вы растянули одну величину на несколько величин расширенного обзора камеры. Практически это означает, что у вас будет меньше информации о конкретном объекте на заданном расстоянии.
Например, узкое поле зрения может дать вам достаточно пиксельной информации, чтобы прочитать надпись на кепке человека с расстояния в 100 метров. В то время как широкое поле зрения того же человека, может не содержать достаточно информации в размытых пикселях даже для того, чтобы вообще определить в кепке человек или нет. Таким образом, это вопрос планирования. Необходимо решить, что важнее, иметь обзор более широкой территории, жертвуя детализацией, или сократить размер поля зрения, чтобы получить больше деталей. Ошибкой является непонимание сути данного компромисса.
«Правило третей» применимо, когда вы фотографируете в отпуске, но оно не работает, когда вы настраиваете камеры видеонаблюдения. Планируйте кадр так, чтобы не более 10% изображения было выше линии горизонта.
6. Желание получить красивый вид
Все мы любим развлечения, но это не обязательно лучший подход, когда вы настраиваете поле зрения камеры видеонаблюдения. Распространенной ошибкой является включение в поле зрения камеры «интересных областей» вместо целевых областей.
Например, представьте ситуацию, когда тротуар с большим количеством пешеходов проходит рядом с ограждением объекта. Часто поле зрения камеры настраивается так, что включает в себя эту оживленную область. Однако если целевой областью является не сам тротуар, а скорее область между тротуаром и ограждением, тогда зачем включать тротуар в поле зрения камеры? Теперь любое движение на тротуаре обязывает охранника, наблюдающего за монитором, или программное обеспечение обнаруживать и оценивать его как возможную угрозу. То же самое можно сказать про дороги или водоемы на заднем плане. Если территория не представляет интерес с точки зрения безопасности, тогда следует решить, должна ли данная область быть включена в поле зрения камер.
Широкое поле зрения будет размывать доступные пиксели, что приведет к потере информации о целевом объекте, как показано на рисунке, где один и тот же объект наблюдается с расстояния 50 метров с различным полем зрения камеры (4CIF, 480x320). Чтобы сохранить максимальное количество пиксельной информации, ширина поля зрения не должна превышать ширину, необходимую для эффективного мониторинга данной области.
7. Непонимание миссии камеры
Последний аспект в вопросе о поле зрения – это понимание предполагаемой миссии камеры. На практике это редко выходит за рамки настройки зоны обнаружения. Тем не менее, с ростом разрешения камер, увеличивается количество возможных назначений, которые необходимо рассмотреть.
Для задач обнаружения, как правило, лучше иметь поле зрения, полученное с более высокой точки наблюдения. Это помогает избежать препятствий, позволяет лучше понять текущее направление движения объекта и его потенциальную траекторию. Однако поле зрения с высокой точки не всегда способствует задачам идентификации лица или одежды, потому что в этом случае лицо или одежда видны под углом или могут быть закрыты головным убором. Справедливо и обратное: поле зрения с более низкой точки дает лучшие результаты идентификации, но потенциально хуже позволяет решать задачи слежения и обнаружения. Еще раз, ошибка заключается не в том, какое у вашей камеры поле зрения, высокое или низкое, а в непонимании преимуществ и недостатков каждого варианта. Также ошибкой будет не использовать информацию о назначении камеры при выборе оптимальной высоты во время настройки поля зрения камеры.
Эрик Олсон
*Эрик Олсон – вице-президент по маркетингу компании PureTech Systems, расположенной в Финиксе (Аризона, США). Компания занимается разработками в сфере видеоаналитики.
