PPM в видеонаблюдении: как правильно подобрать объектив

Видеонаблюдение — инструмент, от которого ожидают максимальной информативности. Но на практике нередко возникает другая ситуация: камера записывает события, но детали остаются неразборчивыми. Размытые лица, нечёткие номера автомобилей — типичные последствия неправильно подобранного объектива и игнорирования простых расчётов.

В мире видеонаблюдения есть базовое правило: камера должна обеспечивать нужную плотность пикселей в зоне, где происходит событие. Этот параметр называется PPM (Pixels Per Meter).

Давайте разберёмся, что это такое и как избежать типичных ошибок.

HFOV: как угол обзора влияет на результат

Начнём с другого важного термина — HFOV (Horizontal Field of View), то есть горизонтального угла обзора. Это то, насколько «широко» смотрит ваша камера.

Если объектив имеет короткую фокусную длину (например, 2.8 мм), угол обзора будет очень широким — более 100°. Вы охватите сразу большую территорию, но мелкие детали «растянутся» и потеряют чёткость.

Если же объектив длиннее (8–12 мм), наоборот: угол сужается, вы видите меньшую площадь, зато значительно чётче.

Этот компромисс можно представить как разницу между панорамным фото на смартфон и снимком с оптическим зумом. На первом видно "всё и сразу" но мелочи теряются. На втором — только нужный фрагмент, зато каждая деталь на месте.

PPM: пиксели решают всё

Теперь главное. PPM (Pixels Per Meter) — это показатель, сколько пикселей камеры соответствует одному метру сцены. Именно он определяет, увидите ли вы человека просто как силуэт или сможете уверенно идентифицировать лицо.

Расчёт очень прост:

PPM = горизонтальное разрешение камеры / ширина сцены.

Пример: камера Full HD (1920 px) «смотрит» на ширину сцены 20 метров.
1920 ÷ 20 = 96 PPM. Это означает, что для каждого метра изображения есть 96 пикселей. И этого достаточно для уверенного распознавания лиц на входе в офис.

Сколько PPM нужно в реальности

Чтобы не гадать, существуют ориентировочные пороги PPM, которые уже давно используются в индустрии:

• 25–40 PPM — подходит для общего обзора, отслеживания движения или контроля толпы. Людей видно, но без деталей.
• 80–120 PPM — достаточно для уверенного распознавания лиц и классификации «человек или авто».
• 160+ PPM — обеспечивает идентификацию личности, чтение номерных знаков даже в плохих условиях.
• 250+ PPM — уровень «forensic», когда видео можно использовать как доказательство в суде.

Цифры простые, но критически важные. Если ваша камера даёт лишь 30 PPM на парковке, надеяться, что удастся разобрать номер авто — напрасно.

DORI: международный стандарт оценки качества изображения

Помимо расчётов PPM в видеонаблюдении применяется также международный стандарт DORI (Detect – Observe – Recognize – Identify), определённый в IEC EN 62676-4. Он помогает формализовать ожидаемый результат от камеры в зависимости от задачи.

• Detect (Обнаружение): достаточное качество, чтобы зафиксировать факт присутствия человека или объекта.
• Observe (Наблюдение): возможность отслеживать действия или поведение объекта.
• Recognize (Распознавание): позволяет понять, знакомый ли это человек, отличить одного человека от другого.
• Identify (Идентификация): чёткое подтверждение личности или уверенное считывание номерного знака.

Рекомендуемые пороги DORI

• Detect — ~25 PPM
• Observe — ~62 PPM
• Recognize — ~125 PPM
• Identify — ~250 PPM

Эта методика часто используется при проектировании систем. Если термин «96 PPM» для большинства звучит абстрактно, то формулировка «камера обеспечивает уровень Recognize» понятна даже без технических знаний.

Влияние расстояния: мегапиксели без правильной оптики и дистанции не работают

При проектировании систем видеонаблюдения часто делают ставку на камеры с большим количеством мегапикселей, надеясь, что это гарантирует чёткое изображение. Но решающим фактором является не только разрешение, но и расстояние до объекта.

Чем дальше объект от камеры, тем более широкую сцену она охватывает. Соответственно, количество пикселей, приходящихся на каждый метр, резко уменьшается. В результате даже 4К- или 8Мп-камера может оказаться бесполезной, если установлена слишком далеко.

Чтобы избежать этой проблемы, стоит:

• располагать камеры ближе к критическим зонам (входы, ворота, кассы);
• подбирать фокусное расстояние в зависимости от задачи: широкоугольные (2.8–4 мм) для обзора, телеобъективы (8–12 мм) для идентификации;
• использовать вариофокальные решения, которые позволяют адаптировать угол обзора под конкретную сцену.

  ---

Примеры для разных объективов

Важно добавить: все расчёты приведены для дистанции 10 метров. Если расстояние больше — PPM пропорционально падает.

h2>ТОП-5 критических ошибок при выборе объектива

1. «Шире — лучше».
   Многие считают, что широкий угол обзора автоматически означает лучший контроль территории. На самом деле всё наоборот: чем шире угол, тем меньше пикселей приходится на единицу площади. В результате вы видите всю территорию, но мелкие детали — лица или номера авто — становятся неразборчивыми. Для больших площадей это может быть приемлемо, но для критических зон (входы, кассы, ворота) широкий объектив делает систему малоэффективной.
   
   
2. Игнорирование PPM.
   Самая большая ошибка — устанавливать камеры «на глаз», без предварительных расчётов. В критический момент, когда нужно восстановить события, оказывается, что плотность пикселей (PPM) слишком низкая и невозможно получить доказательный материал. Это то, что превращает дорогую систему в простой «мониторинг движения» вместо средства идентификации.
   
   
3. Неправильный объектив для задачи.
   Широкоугольный объектив 2.8 мм хорошо подходит для общего обзора, но абсолютно непригоден для идентификации лиц или номеров. Если такая камера установлена на входе в офис, она даёт лишь силуэты вместо чёткого изображения. Для таких задач нужны телеобъективы или как минимум 6–8 мм.
   
   
4. Неучтённое расстояние.
   Даже 4К-камера с высоким разрешением не покажет нужных деталей, если объект находится слишком далеко. При большом расстоянии ширина сцены возрастает, а PPM стремительно падает. То есть главная проблема — не в количестве мегапикселей, а в соотношении расстояния и угла обзора.
   
   
5. Экономия на оптике.
   Бюджетные объективы часто имеют искажения, хроматические аберрации, слабую светочувствительность. Это приводит к потере резкости, «замыленным» краям или плохой работе ночью. Даже если камера качественная, дешёвый объектив сведёт на нет все её преимущества. В долгосрочной перспективе это обойдётся дороже, чем сразу инвестировать в профессиональную оптику.

Чек-лист перед монтажом

1. Определите задачу: обзор или идентификация.
2. Замерьте ключевые расстояния в зоне.
3. Рассчитайте необходимый PPM.
4. Выберите фокусное расстояние, которое его обеспечивает.
5. Проверьте угол обзора для вашей сцены.
6. Добавьте запас для возможного масштабирования.

Вывод

В системах видеонаблюдения главное не просто «видеть», а видеть правильно. Именно PPM определяет, станет ли видео доказательством в деле или останется просто красивой картинкой.

Поэтому перед тем, как выбирать камеры «на глаз», стоит сделать несколько простых расчётов. Это занимает 5 минут, но экономит тысячи и главное — даёт уверенность, что система действительно выполняет свою задачу.

❓ FAQ: Частые вопросы о PPM и выборе объектива

Что такое PPM в камерах видеонаблюдения?
PPM (Pixels Per Meter) — это количество пикселей, приходящихся на один метр сцены. От этого показателя зависит, сможет ли камера распознать лицо, номер авто или другие детали.

Сколько PPM нужно для распознавания лиц?
Для уверенного распознавания нужно от 80 до 120 PPM. Для идентификации личности или чтения номеров — от 160 PPM и выше.

Почему Full HD камера иногда «не видит» деталей?
Разрешение — лишь часть уравнения. Если камера установлена слишком далеко и ширина сцены большая, плотность пикселей (PPM) падает, и даже Full HD или 4K не помогут.

Как подобрать объектив для видеонаблюдения?
Сначала определите задачу (обзор или идентификация), измерьте расстояние до объекта, рассчитайте необходимый PPM и подберите фокусное расстояние, которое его обеспечит. Для больших площадей подходят широкоугольные объективы (2.8–4 мм), для входов и номеров авто — телеобъективы (8–12 мм).

Можно ли рассчитать всё самостоятельно?
Да, для быстрых оценок достаточно простых формул: HFOV = 2 × arctan(W / (2f)) и PPM = горизонтальное разрешение ÷ ширина сцены.