Gęstość pikseli zgodnie z normą IEC 62676-4:2025

Zgodnie z normą IEC 62676-4:2025 typowe wymagania użytkowe w zakresie dozoru wizyjnego obejmują przegląd (overview), zarys (outline), rozpoznanie (discern), dostrzeżenie (perceive), identyfikację (characterize), potwierdzenie (validate) lub inspekcję (scrutinize) osób bądź obiektów znajdujących się w nagraniu.

Po ustaleniu niezbędnego poziomu szczegółowości można go przełożyć na wymaganą rozdzielczość obrazu z kamery, posiłkując się modelem gęstości pikseli. Model ten określa liczbę pikseli przypadających na szerokość ludzkiej twarzy, wymaganej do identyfikacji, jednak gęstość pikseli jest często wyrażana w pikselach na metr.

Należy zauważyć, że podane wymagania użytkowe dotyczą sytuacji, gdy optyczne obrazy wideo są interpretowane przez człowieka. W przypadku aplikacji do analizy materiału wizyjnego oraz innych systemów, w których za analizę obrazu odpowiada oprogramowanie, należałoby zastosować inne definicje. Inne definicje wymagań użytkowych wiążą się także z obrazowaniem termowizyjnym (wykorzystującym kamery termowizyjne).

Należy też zauważyć, że jeżeli do monitorowania sceny używany jest wyświetlacz zewnętrzny, zdolność do określenia zarysu (outline), rozpoznania (discern), dostrzeżenia (perceive) lub identyfikacji (characterize) osób zależy w dużym stopniu od rozdzielczości ekranu tego wyświetlacza.

Model gęstości pikseli zapewnia łatwe w użyciu wytyczne. Jednak w rzeczywistości zawsze występują dodatkowe czynniki, które mogą wpłynąć na ostateczny rezultat, takie jak kierunek padania światła, jakość elementów optycznych i kompresja obrazu. Axis oferuje różne narzędzia projektowe wykorzystujące model gęstości pikseli zgodny z wymaganiami użytkowymi określonymi w normie IEC 62676-4:2025, w normie IEC 62676-4:2014 lub w obu dokumentach. Narzędzia te pomagają zaplanować system dozorowy zapewniający właściwy poziom szczegółowości we właściwych miejscach, uwzględniając zarówno gęstość pikseli, jak i szereg innych czynników.

Projektując system dozorowy, należy mieć na uwadze jego przeznaczenie. Przy pomocy kart katalogowych i specyfikacji technicznych można ustalić, która kamera ma najlepszą rozdzielczość, ale by zoptymalizować koszty i nakład pracy, należy skupić się na tym, jaka kamera i jaka konfiguracja będą odpowiadać konkretnym wymaganiom użytkownym. Czy konieczne jest na przykład sprawdzanie, czy na nagraniu są osoby znane? A może wystarczy określić, czy nagranie zawiera ruchome obiekty?

Ze względu na postęp technologiczny wprowadzono zmiany do europejskiej normy IEC 62676-4:2014. Niniejsza biała księga zawiera opis najważniejszych zmian wprowadzonych w normie IEC 62676-4:2014, które złożyły się na wersję IEC 62676-4:2025, oraz wskazówki dotyczące wyboru kamery spełniającej wymagania użytkowe systemu. Wyjaśniono w niej wymagania dotyczące gęstości pikseli oraz narzędzia Axis przeznaczone do planowania konfiguracji systemu dozorowego.

Aktualizacja normy IEC 62676-4:2025 obejmuje następujące zmiany:

• Aktualizacja dotycząca przekształcenia wartości z monitorów kineskopowych na monitory cyfrowe.

• Informacje o wymaganiach dotyczących liczby obrazów na sekundę w scenie.

• Informacje na temat oświetlenia sceny podczerwienią i światłem białym.

• Informacje o kącie wymaganym do osiągnięcia poziomu inspekcji.

• Przedstawienie gęstości pikseli i rozdzielczości monitorów za pomocą liczb.

• Kategoryzacja gęstości pikseli w rozbiciu na obiekty o niskiej gęstości pikseli (Low Pixel Density Object - LPDO) i obiekty o wysokiej gęstości pikseli (High Pixel Density Object - HPDO).

W związku ze zmianami w normie oferta narzędzi projektowych firmy Axis ma na celu zapewnienie projektantom swobody dostosowania projektów do normy IEC 62676-4:2025, o ile ma zastosowanie, lub zachowanie wytycznych projektowych zgodnych z normą IEC 62676-4:2014. 

Norma rozróżnia potrzebę określenia przeglądu (overview), zarysu (outline), rozpoznania (discern), dostrzeżenia (perceive), identyfikacji (characterize), potwierdzenia (validate) oraz inspekcji (scrutinize).

Specyfikacje tych wymagań, w odniesieniu do kamer wizualnych, pochodzą z międzynarodowej normy IEC 62676-4:2025 (Systemy dozoru wizyjnego stosowane w zabezpieczeniach – część 4: Wytyczne stosowania).

Należy zauważyć, że specyfikacje podanych wymagań użytkowych dotyczą sytuacji, gdy optyczne obrazy wideo są interpretowane przez człowieka. W przypadku aplikacji do analizy materiału wizyjnego oraz innych systemów, w których za analizę obrazu odpowiada oprogramowanie, należałoby zastosować inne definicje wymagań użytkowych. Również obrazowanie termowizyjne wykorzystujące kamery termowizyjne wymaga innych specyfikacji użytkowych.

Po określeniu poziomu szczegółowości, jaki ma zapewnić system dozoru, trzeba znaleźć kamery spełniające te wymagania. Na tym etapie przydaje się model gęstości pikseli, który pozwala powiązać poziom szczegółowości z rozdzielczością kamery.

Zasadniczo model ten określa liczbę pikseli potrzebną do odwzorowania szerokości ludzkiej twarzy, łącznie ze szczególnymi cechami wyróżniającymi, na żądanym poziomie szczegółowości. Aby znormalizować wymagania dotyczące gęstości pikseli, wartość gęstości odpowiadającą twarzy można przeliczyć na odpowiednią liczbę pikseli przypadających na metr lub stopę przy założeniu, że przeciętna ludzka twarz ma szerokość 16 cm, czyli 6 5/16 cala. W tabeli wymieniono otrzymane w ten sposób gęstości pikseli dla różnych wymagań użytkowych.

Gęstość pikseli możliwa do osiągnięcia w określonej konfiguracji kamery zależy m.in. od odległości kamery od interesującej nas osoby lub obiektu. Osoba znajdująca się w większej odległości od kamery będzie mieć mniejszą gęstość pikseli niż osoba znajdująca się bliżej.

Norma ta dzieli gęstość pikseli na obiekty o niskiej gęstości pikseli (Low Pixel Density Object - LPDO) i obiekty o wysokiej gęstości pikseli (High Pixel Density Object - HPDO). Obiekty o niskiej gęstości pikseli (LPDO) określane są z reguły w zastosowaniach zewnętrznych na potrzeby ochrony obwodowej i ochrony terenu.

Trzeba pamiętać, że model gęstości pikseli jest pewnym uproszczonym odwzorowaniem złożonej rzeczywistości. Można go traktować jako pewną wskazówkę, ale nie ma gwarancji, że w przypadku wdrożenia tych uproszczonych zaleceń kamera spełni wymagania użytkowe. Z drugiej strony, jeśli instalacja nie będzie zgodna z wytycznymi dotyczącymi gęstości pikseli, nie oznacza to automatycznie, że wymagania użytkowe nie zostaną spełnione. W rzeczywistości zawsze występują czynniki dodatkowe takie jak kierunek padania światła, jakość elementów optycznych czy kompresja obrazu, które wpływają na ostateczny rezultat. Axis oferuje kilka projektowych narzędzi internetowych do zaprojektowania obszaru, w którym używany będzie system dozorowy, uwzględniając zarówno gęstości pikseli, jak i szereg innych czynników.

Szczególnie ważny jest wybór optyki — stanowiący naukę samą w sobie — dlatego warto współpracować z producentami dostarczającymi kamery, które zostały kompleksowo przetestowane z dołączonym obiektywem.

Należy też zauważyć, że jeżeli do monitorowania sceny używany jest wyświetlacz zewnętrzny, zdolność do określenia przeglądu (overview), zarysu (outline), rozpoznania (discern), dostrzeżenia (perceive), identyfikacji (characterize), potwierdzenia (validate) i inspekcji (scrutinize) osób zależy w dużym stopniu od rozdzielczości ekranu tego wyświetlacza.

Axis udostępnia kilka narzędzi, które przekładają gęstość pikseli oraz wymagania użytkowe na cechy sceny i kamery. Narzędzia te pomagają zaprojektować kompletny system dozoru, który spełnia wymagania użytkowe.

AXIS Site Designer to dostępne online kompleksowe narzędzie do planowania systemów, które pomaga w wyborze potrzebnych kamer, akcesoriów i rozwiązań do rejestrowania. Selektor kamer ułatwia wybór optymalnej kamery na podstawie różnych kryteriów, w tym gęstości pikseli i poziomu szczegółowości wymaganych przy określonych odległościach w różnych warunkach oświetleniowych.

AXIS Site Designer pozwala zobrazować gęstości pikseli możliwe do osiągnięcia w poszczególnych kamerach w całym polu ich widzenia, przy czym każde wymaganie użytkowe jest oznaczone innym odcieniem.

Wstępnie zdefiniowane wymagania użytkowe dostępne w narzędziu oparte są na normie IEC 62676-4:2014 (detekcja, obserwacja, rozpoznawanie, identyfikacja). Możliwe jest jednak ręczne wprowadzenie gęstości pikseli związanej z wymaganiami użytkowymi w oparciu o normę IEC 62676-4:2025 i sprawdzenie, czy kamera wymagania te spełnia.

Dostępny online kalkulator obiektywów określa pokrycie kamery i gęstość pikseli przy wskazanych odległościach dla różnych kombinacji kamera/obiektyw.

Licznik pikseli to zintegrowane narzędzie dostępne w kamerach Axis, które umożliwia łatwe weryfikowanie wymagań użytkowych podczas konfigurowania kamery. Licznik pikseli jest prostą pomocą wizualną w kształcie ramki. Można ją wyświetlić na podglądzie na żywo razem z licznikiem, który pokazuje szerokość i wysokość ramki wyrażoną w pikselach. Licznik można dostosowywać i przesuwać po obrazie metodą przeciągania i upuszczania.