监控摄像机镜头计算器:视场角、画面宽度与 DORI 距离
计算所选镜头下摄像机覆盖的范围、在所需距离上每米分配的像素数,以及探测、识别和辨认人员所需的细节能保持到多远。计算直接在浏览器中完成并立即按比例绘图,结果链接可以发给工程师。
摄像机
可选:不填时按画面宽高比推算
仅用于“按任务”模式下推荐焦距
场景
沿摄像机光轴——到垂直于光轴的平面
结果
估算- 水平视场角
- 90°
- 垂直视场角
- 58.7°
- 对角视场角
- 97.9°
- 画面宽度
- 20 米
- 画面高度
- 11.2 米
- 水平像素密度
- 128 像素/米
垂直视场角由水平视场角和画面比例推算得出,请以规格书为准。
图纸比例与计算一致
开启安装高度和俯角后,将显示侧视图及摄像机下方的盲区。
细节等级 · IEC 62676-4:2014
| 等级 | 阈值 | 在 10 米 | 光轴距离 |
|---|---|---|---|
探测 (Detect) 可以确定画面中有人 | 25 像素/米 | ✓ 达到 | ≤ 51.2 米 |
观察 (Observe) 可分辨动作和细节:衣着、手中物品 | 62.5 像素/米 | ✓ 达到 | ≤ 20.5 米 |
识别 (Recognize) 可认出熟悉的人 | 125 像素/米 | ✓ 达到 | ≤ 10.2 米 |
辨认 (Identify) 可确认陌生人的身份 | 250 像素/米 | 未达到 | ≤ 5.12 米 |
所选等级的像素密度是在理想几何条件下按计算达到的。图像是否真正可用需经现场测试确认:光照、视频压缩、目标速度和操作员屏幕都会影响结果。
为您的项目选配摄像机
将计算结果发给工程师:工程师会按规格书视场角挑选现货型号,建议安装点位并核算价格。
使用方法
- 1选择模式。“按摄像机参数”显示某台摄像机能达到的效果。“按任务”回答反向问题:要以所需细节看清给定宽度的区域,需要怎样的视场角、焦距和分辨率。
- 2输入摄像机规格书中的水平视场角和分辨率。视场角按每种镜头分别标注:同一型号配 2.8 毫米和 4 毫米镜头时视场角不同。如果知道传感器的毫米尺寸,请切换到“传感器与焦距”输入。
- 3设置距离。不考虑高度时,这是沿摄像机光轴的距离;开启高度和俯角后,这是从摄像机正下方到目标的地面距离,计算器会自动换算为光轴深度。
- 4将结果与等级表对照:标记的行在设定距离上可以达到,距离一栏显示该等级能保持到多远。计算结果可以复制,也可以随申请发给工程师。
计算方法
计算器采用直线(针孔)镜头模型——摄像机厂家和系统设计人员也按此模型计算光学参数。符号:Sw 和 Sh 为传感器有效区域的宽和高,f 为焦距,D 为沿光轴的深度,Nx 为画面水平像素数,H 和 h 为摄像机和目标的高度,τ 为俯角。
已知规格书视场角时,计算以视场角为准而不是以传感器尺寸为准:规格书视场角已包含裁切和镜头特性。光轴深度与地面距离是不同的量。安装在 4 米高处、拍摄距立杆 10 米处人脸的摄像机,其深度大于 10 米,人脸上的像素密度也略低于按地面距离计算的结果。
视场角 90° 的 400 万像素摄像机(2560 × 1440 像素)在 10 米处看到的画面宽 20 米,像素密度为 128 像素/米,达到 DORI 识别等级。若要在同一位置辨认宽 3 米通道中的人员,水平方向 750 像素即可,但视场角需要收窄到 17.1°,例如使用变焦镜头。
IEC 62676-4 细节等级
像素密度是指目标所在位置每米画面宽度上分配的像素数。这是选择镜头时最重要的指标:仅凭百万像素数无法判断距摄像机 15 米的人脸能否看清。
国际标准 IEC 62676-4 将像素密度与监控任务对应起来。2014 版规定了六个等级,项目中最常用的是其中四个,即 DORI:探测(25 像素/米)、观察(62.5)、识别(125)和辨认(250)。
第二版于 2025 年 10 月发布,完全重新制定了等级:现在共有七个等级,从 20 到 1500 像素/米,分为两组——用于周界和开阔区域的低密度组,以及用于人员和车辆的高密度组。两版的等级即使阈值相同也不相互对应,因此计算器将它们分为两个独立的配置。
这些阈值是设计参考。它们描述的是由人在屏幕上判读的图像,不能直接套用于视频分析、软件车牌识别和热成像摄像机,后者有各自的要求。计算结果不能代替标准符合性认证。
| 等级 | 阈值 | 可实现 |
|---|---|---|
| 监视Monitor | 12.5 像素/米 | 可看出区域内是否有人以及人员去向 |
| 探测Detect | 25 像素/米 | 可以确定画面中有人 |
| 观察Observe | 62.5 像素/米 | 可分辨动作和细节:衣着、手中物品 |
| 识别Recognize | 125 像素/米 | 可认出熟悉的人 |
| 辨认Identify | 250 像素/米 | 可确认陌生人的身份 |
| 细查Inspect | 1000 像素/米 | 可分辨细小细节:文字、钞票、小物件 |
| 等级 | 阈值 | 可实现 |
|---|---|---|
| 概览Overview | 20 像素/米 | 掌握总体情况,可察觉远处移动的物体 |
| 轮廓Outline | 40 像素/米 | 可分辨物体形状并跟踪其移动 |
| 区分Discern | 80 像素/米 | 可区分人、车辆或动物 |
| 感知Perceive | 125 像素/米 | 可明确看出存在和移动,物体特征尚不可分辨 |
| 特征Characterize | 250 像素/米 | 可看出物体特征:人的步态、车辆类型 |
| 核实Validate | 500 像素/米 | 可核实熟人身份、读取车牌 |
| 详查Scrutinize | 1500 像素/米 | 细节达到证件照水平 |
假设与限制
- 模型为直线镜头模型,不适用于鱼眼、全景和多传感器摄像机。
- 像素密度按目标位置的水平方向计算;实际镜头因畸变在画面边缘细节会下降。
- 数字变焦只放大画面,不增加传感器分配给目标的像素,因此不能提高细节。
- 光照、红外补光、快门速度和目标速度、视频压缩和码率、夜间传感器噪声都会影响结果。
- 辨认时拍摄角度很重要:从上方以陡角度拍到的人脸,比相同密度下的正脸更难辨认。
- 只有屏幕以足够分辨率显示画面时,操作员才能看到细节:800 万像素摄像机在全高清显示器 4 × 4 分屏中会丢失大部分细节。
- 树木、立杆、车灯和阳光的眩光不在计算范围内,需要在现场核查。