Vaizdo skiriamosios gebos apskaičiavimas

Paskelbta 2021-09-28

 

Vaizdo detalumą lemia skiriamoji geba. Todėl verta žinoti, kaip apskaičiuoti vaizdo skiriamąją gebą. Šioje pastaboje nagrinėjama, kaip galima apskaičiuoti vaizdo skiriamąją gebą.
 
Kol kas nėra pramoninio standarto, pagal kurį būtų galima nustatyti, kokio ryškumo reikia kiekvienai vaizdo stebėjimo (aptikimo ar identifikavimo) ar mašininės regos (brūkšninių kodų ar valstybinių numerių skaitymo) programai. Apsaugos programose kuo daugiau pikselių ant taikinio, tuo didesnė bus raiška ir tuo didesnė tikimybė, kad atpažinimas ir teigiamas identifikavimas bus atliktas. Tačiau reikia pasakyti, kad didesnei detalizacijai reikia didesnės raiškos kamerų arba daugiau kamerų, taigi ir didesnio duomenų srauto pralaidumo bei saugyklos. Reikia rasti pusiausvyrą tarp detalumo lygio ir projekto biudžeto.

Skiriamąją gebą galima išreikšti vaizdo jutiklio pikselių skaičiumi. Naudojant megapikselių kameras, skiriamoji geba paprastai išreiškiama bendru pikselių skaičiumi, kuris dalijamas iš vieno milijono ir apvalinamas.


Skiriamoji geba taip pat gali reikšti vaizdo detalumo lygį, kuriuo galima atkurti arba įrašyti vaizdą. Vaizdo jutiklio skiriamoji geba, kurią paprastai naudoja objektyvų projektuotojai ir optikos inžinieriai, išreiškiama linijų poromis milimetre (lpm). Didėjant bendram vaizdo jutiklio pikselių skaičiui, pikselio dydis mažėja, todėl, norint pasiekti fokusavimą, reikia kokybiškesnio objektyvo.


Galiausiai, skiriamoji geba gali būti nurodoma pikseliais, tenkančiais vienai pėdai arba metrui prie objekto. Iš esmės tai yra kameros horizontalusis matymo laukas (HFOV), padalytas iš horizontalaus pikselių skaičiaus. Taip gaunamas pėdai tenkančių pikselių skaičius, kurį galima susieti su vaizdo kokybe. Likusioje straipsnio dalyje pateikiamas šis apibrėžimas.

Plačiakampis matymo laukas
Megapikselių fotoaparatų privalumas - galimybė aprėpti daug platesnį plotą su tokia pačia arba geresne raiška, palyginti su analoginiais analoginiais fotoaparatais. Kadangi turimų pikselių visame matymo lauke yra daugiau, matymo lauką galima padidinti nemažinant vaizdo skiriamosios gebos.


1 paveiksle lyginamas skirtingų fotoaparatų matymo laukas 32 pėdų atstumu nuo objekto, esant tai pačiai vaizdo raiškai. Didėjant kameros raiškai (bendram pikselių skaičiui), didėja ir matymo laukas (pikselių pėdoje). Akivaizdu, kad kuo didesnis pikselių skaičius, tuo platesnį matymo lauką vaizdo kamera įgyja esant pastoviai vaizdo raiškai.


Kuo trumpesnis objektyvo židinio nuotolis, tuo platesnis matymo laukas. Kai matymo laukas didesnis nei 90 laipsnių, daugumoje plačiakampių objektyvų atsiranda statinės formos iškraipymas (dar vadinamas "fisheye" iškraipymu), kai vaizdas atrodo išlenktas ir išgaubtas centre. Tiesiaeigiai objektyvai išlaiko tiesias linijas, kurios realiame pasaulyje vaizdo jutiklyje atrodo tiesios. Dėl to padidėja skiriamoji geba kraštuose, o objektyvai su cilindriniu iškraipymu suspaudžia kraštus ir sumažina skiriamąją gebą.


 

Naudojant tipiškus iškraipytus plačiakampius objektyvus, prarandama potencialiai vertinga informacija, o jokia programinė įranga negali atkurti prarastos informacijos. Bet koks iškraipymas sukurs vaizdą, kuris atrodys kaip iš tiesiaeigio objektyvo, tačiau jo skiriamoji geba bus mažesnė. Naudojant tiesiaeigį objektyvą, vaizdas pasiskirsto didesniame pikselių skaičiuje kraštuose, todėl padidėja atpažinimo tikimybė.


Objektai plokštumoje
Naudojant tiesiaeigį objektyvą, objektų, esančių bendroje plokštumoje, statmenoje vaizdo kamerai, vaizdo skiriamoji geba centre ir kraštuose yra tokia pati, nors objektai kraštuose yra toliau nuo kameros. Šis tiesiaeigiškumas sukuria efektą, vadinamą 3D ištempimu arba pakreipimu, kai objektai kraštuose atrodo ištempti (2 paveikslėlis). Kuo platesnis matymo laukas, tuo labiau pastebimas šis efektas.


3 paveikslėlyje juodo automobilio ilgis atrodo suplonėjęs, tačiau abiejų automobilių pločiai yra vienodi, nes jie yra toje pačioje plokštumoje, statmenoje fotoaparatui. Dėl šio 3D ištempimo efekto padidėja kraštuose esančių objektų skiriamoji geba (pikseliai pėdoje); objektyvų su cilindriniu iškraipymu atveju kraštuose esantys objektai bus išlenkti ir mažesni nei esantys centre.

ARC objektai
Naudojant tiesiaeigį objektyvą, sudėtingiau apskaičiuoti objektų, esančių lanke, kurio centre yra vaizdo kamera, skiriamąją gebą. Objektui judant nuo vaizdo centro link lanko krašto, nekeičiant atstumo iki kameros, objekto skiriamoji geba gerokai padidėja. 4 paveikslėlyje parodytas skiriamosios gebos didėjimas objektams judant lanku pastoviu atstumu nuo kameros. Žmogaus, stovinčio 11,5 pėdos atstumu nuo kameros, plotis padidės dėl 3D ištempimo jam judant link krašto; objektyvai su cilindriniu iškraipymu neparodys objekto pločio padidėjimo.


Skiriamosios gebos apskaičiavimas
Turint objektyvą ir kamerą, galima apskaičiuoti vaizdo skiriamąją gebą. Jei matymo laukas nežinomas, jį galima apskaičiuoti tiesiaeigiam objektyvui pagal toliau pateiktą lygtį. Jei objektyvas turi cilindrinį iškraipymą, ieškokite HFOV specifikacijos lape.


 

Apskaičiavus HFOV ir žinant kamerą, vaizdo skiriamoji geba yra tiesiog pikselių ir HFOV santykis.


Lygčių kintamieji priklauso nuo objektyvo ir kameros pasirinkimo. Skirtingos skiriamosios gebos kamerų lustų dydžiai skiriasi, todėl su tuo pačiu objektyvu gaunami skirtingi matymo laukai. Toliau pateiktoje lentelėje pavaizduoti dažniausiai naudojamų megapikselių kamerų duomenys.

https://www.asmag.com/upload/pic/29%283%29.jpg


Yra daug skiriamosios gebos apibrėžčių, o dvi dažniausiai naudojamos saugumo srityje - bendras vaizdo kameros pikselių skaičius ir vaizdo pėdsakų skaičius. Didėjant bendram pikselių skaičiui, gali padidėti vaizdo detalumas arba regėjimo laukas, arba ir viena, ir kita.

 

« Atgal
Elektronikos
prekėsVisi produktai
EV
krovimo
įrangaVisi produktai
Vaizdo
stebėjimo
prekėsVisi produktai
4535Prekių pozicijos
1000 m²Sandėlis Europos centre
> 999Užsakymų per mėnesį

Užsiprenumeruokite mūsų naujielaiškį