IP CCTV Sistemlerinde Pixel (PPM) Hesaplaması ve Doğru Çözünürlük Tespiti Yazı Dizisi-1

IP CCTV Sistemlerinde Pixel (PPM) Hesaplaması ve Doğru Çözünürlük Tespiti

Yazı Dizisi-1

Okan Uslu& Evren Özkan

ÖZET

Açık bir alanda teknik olarak CCTV (Closed Circuit Television) kamerası olabildiğince uzağı görebilir; ama önemli olan ne kadar uzaklıkta işe yarar bir görüntü elde edebileceğimizdir.

Ardı ardına daha yüksek çözünürlüklü kameraların pazara sunulduğu günümüzde, özellikle son kullanıcıların ve proje firmalarının, projelerinde kaç megapixel çözünürlüğünde ve hangi tipte kamera kullanacakları sorusu, en çok karşılaşılan ve tatmin edici bir cevabı verilemeyen soruların başında gelmektedir. Bu yazıda uygun alanda ve mesafede uygun çözünürlüklü kameranın nasıl belirlenmesi gerektiğini bilimsel olarak açıklamaya çalışacağız.

GİRİŞ

Metreye Düşen Pixel (PPM – Pixel per meter / PPF – Pixel per foot) ölçü birimi video sistemlerinde kullanılan en temel ve önemli değerdir. Tek bir rakam ile ifade edilen bu değer projede kullanılan kameraların nasıl bir görüntü kalitesinin elde edilebileceğini belirtir.

Özellikle kameraların bakış açısına giren noktalarda geçen araçların plakalarının okunması, insanların yüzlerinin tanınmasının istendiği durumlarda PPM değeri en gerçekçi tanımlanabilecek ölçü değeridir.

PPM DEĞERİNİN HESAPLANMASI

PPM değerinin projelerde kullanılmasının amacı belli bir görüntü kalite seviyesinin sağlanabilmesidir. 20ppm, 40ppm, 80ppm gibi rakamla ifade edilen PPM değerinin hesaplanabilmesi 2 değere bağlıdır;

Görüntüdeki yatay pixel sayısı

İlgili mesafedeki FoV (Field of View, görüş alanı) görüntü genişliği

PPM = Yatay Pixel Değeri / FoV Genişliği

Yatay Pixel Değeri :

Kullanılan kameranın yataydaki pixel değeridir. Örneğin 1080p, 2.1 Megapixel çözünürlüğündeki bir kameranın pixel değerleri, düşeyde 1080 pixel, yatayda ise 1920 pixel’dir. 720p, 1 Megapixel bir kameranın pixel değerleri, düşeyde 720 pixel, yatayda ise 1280 pixel’dir. PPM hesabını yaparken genelde düşey pixel değeri ile belirtilen kamera çözünürlüklerinde (720p, 1080p gibi) bu değerleri karıştırmamak gerekmektedir.

FoV Genişliği :

PPM hesaplamasındaki ikinci değer görüntülenmek istenilen alanın yatay genişlik değeridir. Görüntülenecek nesne veya alanın kameraya olan uzaklığı arttıkça FoV değeri artacağından dolayı mesafe arttıkça PPM değeri azalacaktır. PPM değerinin yüksek olması alınan görüntünün kalitesi ve çözünürlüğünün daha iyi olacağına işaret ettiğinden dolayı planlama yapılırken eğer kameranın baktığı alanda nerenin görüntülenmek istendiğinden tam emin değilsek en geniş alana göre hesap yapmak en doğru çözüm olacaktır.

Şekil 1. PPM hesaplama faktörleri

Birkaç örnek hesaplamaya bakacak olursak;

720p bir kameranın 20 metre uzaklıktaki bir nesneye 60 derece açı ile baktığı durumda 20 metredeki genişlik 23,09 metre, PPM değeri 55,43 (1280/23,09)

1080p bir kameranın PPM değeri 83,15 (1920/23,09)

3 Megapixel PPM değeri ise 88,69’dur (2048/23,09).

PPM değeri yükseldikçe elde edilen görüntü kalitesi, görüntüdeki nesnenin tanımlanabilmesi, yazıların okunabilmesi gibi detayların seçiciliği artmaktadır.

Bu hesaplama yapılırken genellikle kameranın yatay çözünürlüğü kullanacağımız kameradan dolayı bellidir, yataydaki genişliği hesaplamak daha zor olabilir. Bunun için projenin autocad çizimlerinden veya bu bir çevre güvenlik tarzında bir projeyse haritalardan (Google Earth vb.) yararlanmak gerekmektedir.

Proje dizaynlarında özellikle belli alanlarda, insan ve araç tespiti gibi kriterlerimiz varsa buna göre o alanların kameranın konacağı yere olan mesafesi hesaplanarak, gerekli PPM değerinden yola çıkarak da kullanılması gereken kameranın çözünürlüğü tespit edilerek projedeki kameralar tanımlanmalıdır.

Şekil 2. Farklı mesafe, çözünürlük ve FoV değerlerindeki PPM hesaplaması

Şekil 2’de hazırladığımız grafik farklı çözünürlükteki kameraların farklı lens açılarıyla (FoV genişliği) değişik mesafelerde elde edilen PPM değerlerini yansıtmaktadır.

Bu grafikten de anlaşılacağı üzere;