CCTV. Библия видеонаблюдения

В то время, когда в системах видеонаблюдения появились первые ПЗС-телекамеры, наиболее популярны были ТВ-камеры с передающей трубкой размером 2/3 дюйма. Область изображения такой трубки, как выше упоминалось, равна 8.8 х 6.6 мм, а спроектированные в то время ПЗС-матрицы имели такой же размер области изображения и они были названы 2/3-дюймовыми ПЗС-матрицами. Идея заключалась в том, чтобы использовать такие же объективы, как и в ТВ-камерах с трубками.

По мере развития технологий ПЗС-матрицы стали меньше, и новые матрицы в 1/2 дюйма стали давать область изображения только 6.4 х 4.8 мм. Совместимость с 2/3-дюймовыми объективами сохранилась (использовалось то же С-крепление), но, естественно, изменился угол обзора, то есть он стал уже по сравнению с тем углом обзора, который дает такой тип объектива на 2/3-дюймовой телекамере.

Итак, новые объективы были предназначены для 1/2" ПЗС-матриц с меньшей областью изображения, чем у 2/3" ПЗС-матриц. Другими словами, из-за уменьшения области изображения, объективы проектировались с требуемым фокусным расстоянием, но с меньшим кругом проекции изображения, то есть с диаметром круга, достаточным для покрытия 1/2" ПЗС-матрицы, но недостаточным для покрытия ПЗС-матрицы 2/3". Этот новый тип объективов стали называть 1/2" объективами. Они также имеют кольцо С-крепления, но они меньше и вследствие этого дешевле, чем их 2/3" аналоги.

То же сейчас происходит и с 1/3" ПЗС-матрицами, проектируются 1/3" объективы, дающие круг изображения с диаметром, достаточным для покрытия только 1/3" матрицы.

Очевидно, что если 1/3" объектив использовать с 1/2" матрицей, то мы столкнемся с такой проблемой: углы изображения будут отсечены (представьте себе прямоугольник и внутри него круг меньшего диаметра).

То же произойдет, если 1/2" объектив использовать с 2/3" матрицей. Однако, если больший объектив использовать с меньшей ПЗС-матрицей, проблем не будет. Так как объектив большего формата спроецирует круг изображения значительно больший, чем действительный размер ПЗС-матрицы, то никакие углы не отсекутся и не будет никаких иных деформаций.

Все же следует принять во внимание, что уменьшение области, на которую проецируется изображение, может привести к относительному уменьшению разрешения, так как будет использоваться меньшая область (см. обсуждение ФПМ и ЧКХ). Кроме того, избыточный свет вокруг матрицы (если используется объектив большего формата) может отражаться от внутренних поверхностей объектива и ПЗС-блока, и если поверхности недостаточно поглощают свет черным матовым покрытием, то это скажется на качестве изображения.

Углы обзора и как их определить

Объективы с различным фокусным расстоянием дают различные углы обзора.

Довольно часто для оценки мы используем угол обзора по горизонтали, так как, зная его, можно определить и угол обзора по вертикали — ведь видеосигнал формируется из соотношения 4:3 и это же применимо к расчету горизонтального и вертикального углов обзора.

Вот несколько основных правил, которых следует придерживаться при анализе углов обзора:

— Чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора.

— Чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора.

— Чем меньше ПЗС-матрица, тем меньше угол обзора (с тем же объективом).

— Если известен угол обзора по горизонтали, то легко определить угол обзора по вертикали.

Как уже упоминалось выше, угол около 30° считается стандартным углом зрения, каким бы ни был формат изображения. Напомним: угол в 30° принимается стандартным, потому что он соответствует нашему восприятию перспективы и тому, как видит человеческий глаз.

Ниже приведены форматы изображений и соответствующие стандартные объективы для 30° горизонтального угла обзора:

— 1 дюйм = 25 мм,

— 2/3 дюйма = 16 мм,

— 1/2 дюйма = 12 мм,

— 1/3 дюйма = 8 мм,

— 1/4 дюйма = 6 мм.

В видеонаблюдении самый большой угол зрения, предлагаемый производителями, составляет около 94°, что достигается на 4.8 мм для 2/3" ПЗС-камеры, 3.5 мм для 1/2" и 2.8 мм для 1/3" камер (Если специально не оговаривается, то обычно речь идет об угле обзора по горизонтали. Прим. ред.).