Video gözetlemede görüntü kalitesini belirlemek için en temel ve kıymetli metriktir. 30ppm,100ppm,250ppm gibi değerler görürüz. Elde edeceğimiz görüntü kalitesi hakkında bize bilgi verir. IP güvenlik kamerasının desteklediği yüksek çözünürlük kriterinden ziyade, ppm değeri bizim için daha anlamlı bir değerdir. Piksel yoğunluğu, kamera yatay çözünürlüğünün görüş alanı genişliğine bölünmesiyle elde edilir. Piksel yoğunluğu, güvenlik endüstrisinde yerleşik bir ölçümdür.
PPM sayesinde farklı ihtiyaçlar için örneğin insan yüzünü tespit etmek, araç plakasını tespit etmek gibi çeşitli senaryolar için sahne için uygun çözünürlüğü seçmemize imkan sağlar. PPM için ışık koşulları gibi parametreler hesaba katılmaz. Bunun yanında hangi video kodlama (video encoding) tipi kullanılıyor sorusu ile ilgilenmez.
PPM, PPF değerlerini görürüz. Aslında her iki birim de kullanılabilir. CCTV görüş alanı; sensör boyutu, lens odak uzaklığı ve nesnelerden uzaklık gibi bir dizi faktöre bağlıdır.
Kameranın ne kadarlık bir görüş açısı ile görüntü elde edeceği 2 (iki) temel unsura dayanır.
- Görüntü sensörü / Imager / Image sensor
- Lens
Lensin odak uzunluğu ve görüntü sensörünün boyutu kameranın Angle of View olarak anılan görüş açısını etkiler.
Görüntü sensörü bir kameranın anahtar bileşenidir. Görüntülenen sahnedeki tüm ışık görüntü sensörüne düşer ve elektrik sinyallerine dönüştürülür. Bu sinyaller kamera için ihtiyaç duyulan bilgiyi sağlar sonrasında bazı ilave amplifikasyonlar ve işlemlerle, sahnedeki dijital görüntü üretilir.
Işık ayrık enerji demetleri olan fotonlardan oluşur, Bir sahnedeki ışık yoğunluğu arttıkça daha fazla sayıda foton kameraya ulaşır.
Kameranın görüntü sensörü milyonlarca fotodedektörden oluşur. (Ya da ışığa duyarlı nokta, yani pixel) Her bir fotodedektör / ışığa duyarlı nokta fotonları emer ve onları elektronlara dönüştürür. (gelen ışığı elektronik bir sinyale dönüştürür)
Görüntü sensörü üzerindeki pixel / fotodedektör / ışığa duyarlı nokta kameranın pozlama süresi veya pozlama aralığına göre belirli bir süre boyunca fotonları yakalamaya devam eder. Bu süreden sonra pixel okunur ve yükü ölçülür. Yeni pozlama aralığı başlar ve piksel tekrar yeni fotonlar yakalar.
Focal Length / Odak Uzunluğu : sensör ile lens arasındaki fiziksel mesafedir.
![](http://turk-iot.com/wp-content/uploads/2022/01/focal_length-1024x434.png)
Lens odak uzunluğu değeri büyüdükçe daha dar açılı ancak uzak mesafelerde görüntüleme yapılır.
Lens odak uzunluğu değeri küçüldükçe daha geniş açılı, kısa mesafe görüntüleme yapılır.
![](http://turk-iot.com/wp-content/uploads/2022/01/angle-vs-focal-length-1024x656.png)
FOV nasıl hesaplanır ?
Yatay Genişlik = Mesafe * Sensör yatay genişlik değeri / lens odak uzunluğu Dikey Genişlik=Mesafe*Sensör dikey yükseklik değeri / lens odak uzunluğu |
1/3” boyutlu bir sensörün yatay genişliği, 4.8mm’dir. 1/3 inç boyutlu bir sensörün, 10 metre mesafede, 6mm lens odak uzunluğu olduğu durumda, göreceği yatay genişlik değeri…
Yatay genişlik = 10*4.8/6 = 8m
Dikey yükseklik = 10*3.6/6 = 6m
İstenilen görüş alanı için doğru lensi kullanmak çok önemlidir; aksi takdirde güvenlik kameralarındaki görüntüler tatmin edici olmayacaktır. Sabit odak uzaklığına sahip CCTV güvenlik kamera merceği daha ucuzdur ve daha küçük bozulmalar verir ancak görüş alanı seçenekleri açısından esneklik sunmaz.
![](http://turk-iot.com/wp-content/uploads/2022/01/sensor-widrh-height-relation-1024x543.png)
Görüntü sensörü genişlik ve yükseklik değerleri ile inç değerleri arasındaki ilişki aşağıdaki resimde gösterilmiştir.
Piksel yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, resmin kalitesi de o kadar yüksek olur.
Daha yüksek piksel yoğunluğu ile daha küçük ayrıntıları ayırt edebilirsiniz.
İstenilen görüş alanı için doğru lensi kullanmak çok önemlidir; aksi takdirde güvenlik kameralarındaki görüntüler tatmin edici olmayacaktır. Sabit odak uzaklığına(fixed focal length lens) sahip CCTV güvenlik kamera merceği daha ucuzdur ve daha küçük bozulmalar verir ancak görüş alanı seçenekleri açısından esneklik sunmaz. Birkaç yıl önce kamera üreticilerinin çoğu standart lensli, kamera lensleri kullanıyordu ve bu lensler için görüş açıları her zamanki ArcTan() formülü kullanılarak hesaplanabiliyordu. Ancak bu hesaplama yönteminde %6 – %13 arasında yanılma payı olacağını düşünerek hesaplama yapmalıyız.
Angle of view (derece cinsinden) = 2 ArcTan(sensör genişliği/ (2 x odak uzunluğu)) * (180/π) |
Yaygın lens odak uzunluğu ve görüntü sensörleri için AoV (angle of view) hesaplama tablosu
1/1.8 inç | 1/2.7 inç | 1/3 inç | |
2.8mm-12mm | Yatay görüş açısı [en geniş] :104.25o Yatay görüş açısı [en dar] : 33.4o | Yatay görüş açısı [en geniş] : 86.52o Yatay görüş açısı [en dar] : 24.77o | Yatay görüş açısı [en geniş] : 81.2o Yatay görüş açısı [en dar] : 22.62o |
2.7mm-13.5mm | Yatay görüş açısı [en geniş] : 106.26o Yatay görüş açısı [en dar] : 29.86o | Yatay görüş açısı [en geniş] : 88.6o Yatay görüş açısı [en dar] :22.09o | Yatay görüş açısı [en geniş] : 83.27o Yatay görüş açısı [en dar] : 20.16o |
3mm-9mm | Yatay görüş açısı [en geniş] : 100.39o Yatay görüş açısı [en dar] : 43.6o | Yatay görüş açısı [en geniş] : 82.59o Yatay görüş açısı [en dar] : 32.64o | Yatay görüş açısı [en geniş] : 77.32o Yatay görüş açısı [en dar] :29.86o |
3mm-8mm | Yatay görüş açısı [en geniş] : 100.39o Yatay görüş açısı [en dar] : 48.46o | Yatay görüş açısı [en geniş] : 82.59o Yatay görüş açısı [en dar] :36.46o | Yatay görüş açısı [en geniş] : 77.32o Yatay görüş açısı [en dar] : 33.4o |
Geleneksel hesaplama yöntemleri ile kamera üreticilerinin AoV hesaplamaları arasında yaklaşık %6-13 fark bulunmaktadır.
DORI (Detection, Observation, Recognition, Identification) Derecelendirmesi :
Bir kameranın ne kadar uzağı göreceği konusunda bir standart olan DORI veya Tespit, Gözlem, Tanıma, Tanımlama standardı IEC EN62676-4:2015 Uluslararası Standardını esas alır. Termal kameralar için olan DRI Johson Kriterlerinin aksine, DORI görünür için tasarlanmıştır ve hangi tespit (25PPM), Gözlem (62PPM), Tanıma (125PPM) ve Tanımlamanın (250PPM) görünür ışık gözetimi için olduğunu tanımlamak için PPM (Metre Başına Piksel) kullanır. Bu PPM değerlerini kullanarak, belirli bir kamera sensörü/lens kombinasyonunun seçilerek, her uygulamada ihtiyaç duyulan performansı elde etmek mümkün hale gelir.
Tespit 25PPM- Tespit seviyesi, bir kişinin veya aracın mevcut olup olmadığının güvenilir ve kolay bir şekilde belirlenmesini sağlar.
Gözlem 62PPM – Gözlem seviyesi, bir olayı çevreleyen aktivitenin bir görünümüne izin verirken, ayırt edici giysiler gibi bir bireyin karakteristik ayrıntılarını verir.
Tanıma 125PPM – Tanıma düzeyi, gösterilen bir kişinin daha önce görülen biriyle aynı olup olmadığını yüksek bir kesinlikle belirler.
Tanılama 250PPM – Tanımlama seviyesi, bir bireyin kimliğini makul bir şüphenin ötesinde sağlar
İç Güvenlik Bakanlığının (Department of Homeland Security) gereksinimleri :
Observation : 20ppf
Forensic review : 40ppf
Recognition : 80ppf
![](http://turk-iot.com/wp-content/uploads/2022/01/dohomelandsecurityPPM.png)
PPM = Yataydaki Piksel Sayısı / FoV Genişlik
Örneğin 4K bir kameranın yatay çözünürlük değeri 3840px, Full HD bir kameranın yatay çözünürlük değeri 1920px’dir.
FoV yani Field of View, görüntülenen alanın yataydaki genişlik değerini ifade eder.
1920×1080 çözünürlüklü bir kameranın 30 metre mesafede, 90 derece açı ile baktığı bir durumda 32ppm’lik bir görüntü, 3840×2160 çözünürlük bir kameranın 10 metre mesafede, 60 derece açı ile baktığı bir durumda, 332 ppm’lik bir görüntü elde etmiş oluruz.
Çözünürlük arttıkça, hedef ile olan mesafe azaldıkça, dar açı ile bakıldığında yüksek PPM elde ederiz.