碰到這類問題，我們常常都不太好回答。首先是鏡頭看多遠(yuǎn)的問題，因看多遠(yuǎn)的問題，與目標(biāo)物的大小及用戶最終能接受的顯示圖像的大小有關(guān)，所以一般情況下也只能模糊的回答。其次鏡頭究竟能看多清，我們也不好直接回答，一般也是主觀上認(rèn)為這樣可以了，但沒具體的數(shù)據(jù)來表達(dá)。其實(shí)，鏡頭看多遠(yuǎn)與看多清兩者是相互影響與制約的，同樣焦距情況下，看遠(yuǎn)了，圖像就變小了，相應(yīng)目標(biāo)從畫面上感覺就沒那么清晰了，盡管此時(shí)從圖像上看是聚焦清楚的。距離近了，圖像就變大了，隨之感覺分辨目標(biāo)細(xì)節(jié)的能力也提升了，所以也感覺更清晰了。對(duì)鏡頭看多遠(yuǎn)與多清的問題，我們?cè)诰唧w應(yīng)用環(huán)境中需客觀去對(duì)待，并與我們下面的討論相對(duì)應(yīng)，以達(dá)到我們實(shí)際的應(yīng)用要求就可以了。當(dāng)然，鏡頭看多清的問題還有兩個(gè)制約因素，就是攝像機(jī)的分辨率與鏡頭的分辨率要相匹配，若不匹配，也會(huì)影響到最終的成像效果。
針對(duì)上述問題，我們進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不管攝像系統(tǒng)看多遠(yuǎn)或看多清，最終都與目標(biāo)物在監(jiān)視器上顯示的像素有關(guān)。另外，測(cè)試結(jié)果也會(huì)受到以下幾個(gè)條件的影響，一是人的主觀判斷因素，二是環(huán)境因素（如天氣，白天，晚上，雨霧等），三是攝像機(jī)本身的因素（不同攝像機(jī)的畫質(zhì)的表現(xiàn)不一樣）。當(dāng)我們把像素大小獨(dú)立來研究時(shí)，下面我們可以先來定義下我們對(duì)監(jiān)控目標(biāo)的幾個(gè)主要識(shí)辨的等級(jí)要求（也可稱之為目標(biāo)物的成像等級(jí)要求）,以下測(cè)試活動(dòng)都是在白天光線條件相對(duì)良好的情況下拍攝，攝像機(jī)為1920*1080輸出。
一，對(duì)人的識(shí)辨分為以下4級(jí)：
1，行為識(shí)辨：能看到人的活動(dòng)情況，如行走坐立，運(yùn)動(dòng)方向等，并簡(jiǎn)單識(shí)辨衣著顏色等信息，在一定像素范圍內(nèi)，特征明顯的，可識(shí)辨性別信息。
1
據(jù)實(shí)際測(cè)試與抓拍，如上幾幅圖中，當(dāng)身高像素大于20像時(shí)，可以識(shí)辨人的行為活動(dòng)，如走路的方向，動(dòng)作。如圖1到圖6。特征明顯點(diǎn)的，還可簡(jiǎn)單分清男女。如圖5、圖6，能分清楚是女性，因圖5留了長(zhǎng)頭發(fā)，圖6也是長(zhǎng)頭發(fā)與女性常著裝的短褲，但如圖6的穿著再中性化點(diǎn)，就會(huì)變得特征不明顯，就很難分出是男是女了。另外在環(huán)境條改變時(shí)，如晚上，雨霧天，所拍結(jié)果也會(huì)影響我們對(duì)性別方面的判別。另對(duì)行為狀態(tài)的判斷，一般來說順著觀察方向，距離遠(yuǎn)時(shí)會(huì)不太明顯，而與觀察方向垂直時(shí)，一般運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更明顯。
2，體貌識(shí)辨：能分清性別，大概年齡段，高矮胖瘦等體貌特征
2
2.1
如上圖示，經(jīng)過我們測(cè)試觀察，當(dāng)目標(biāo)身高像素大概在60像素以上時(shí)，就基本可做到體貌識(shí)辨里的性別識(shí)，，如上圖6與圖14所示，如要判斷年紀(jì)，個(gè)人感覺身高在75像素以上。如上圖9以后的畫面，就可識(shí)辨出上述是一年輕男性，體形適中。當(dāng)像素增大到140像素左右時(shí)，如是正面拍攝，就接近下一個(gè)識(shí)辨要求——人物再現(xiàn)了。
3，人物再現(xiàn)：圖像達(dá)到人眼識(shí)辨人物的要求，錄像重播時(shí)，能通過人眼再次判斷是否是同一目標(biāo)人物。
3
如上圖示，圖21的畫面中，通過錄像的回放，與主體比較，我們已能基本識(shí)辨出是否是同一人了，也就是說，當(dāng)人的身高像素大約在150像素以上時(shí)，通過錄像回放，就可達(dá)到人物再現(xiàn)要求。
4，智能識(shí)辨人物：能自動(dòng)識(shí)辨人物
經(jīng)查資料，一般在一個(gè)視野為6米寬度的圖像中,識(shí)別人臉的有效分別率:>32x32像素。高清攝像機(jī)人臉圖像的分辨率為:<1920*(16/600)=51像素，另通過谷哥Picasa圖像軟件進(jìn)行過實(shí)測(cè)，用1920*1080的畫面抓取頭像，當(dāng)頭像分辨率大于36*44像素時(shí)，此軟件可抓取頭像，但要人工確認(rèn)是否是同一人。抓圖如圖27，而當(dāng)分辨率大于51像素時(shí)，如圖28、圖29，谷歌軟件可自動(dòng)識(shí)辨記錄在庫的人員。
4
二，對(duì)車的識(shí)辨分為以下4級(jí)：
1，行為識(shí)辨：能看到車的運(yùn)動(dòng)情況,大小型車及簡(jiǎn)單顏色情況
如圖示：
5
如上圖示，經(jīng)過測(cè)試，當(dāng)車的像素大于20*16像素以上時(shí)，可作行為識(shí)辨，此情況下可以通過錄像看到車的基本運(yùn)動(dòng)情況，如是否逆行，是否轉(zhuǎn)彎等狀態(tài)。
2，車型款式識(shí)辨：能分清車的類型及款式，并能基本識(shí)辨車的顏色信息，如下圖示：
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上圖中，我們認(rèn)為當(dāng)小車的像素大于55*50像素時(shí)，一般可認(rèn)出車的款式，顏色特征明顯的，可以識(shí)辨顏色，如圖5，應(yīng)該是一輛紅色大眾的出租車。但圖6車型可看出來，顏色確認(rèn)有困難，顏色特征不明顯。另此處識(shí)辨跟天氣條件相關(guān)性也大，如是雨霧天。圖5，圖6，受天氣的影響會(huì)較大，而到了圖7，一般的天氣識(shí)辨則沒問題。另此處跟攝像機(jī)的成像能力也有關(guān)系，成像效果好的識(shí)辨度會(huì)高，成像差的識(shí)辨度也會(huì)降低。
3，人眼識(shí)辨車牌：能人眼識(shí)辨車牌
以下是人眼車牌識(shí)辨測(cè)試清況：
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如上圖示，我們發(fā)現(xiàn)一般當(dāng)車牌像素大約在50*14像素時(shí)，就已處于人眼可識(shí)辨的臨界值，如上圖1可隱約認(rèn)出車牌為粵BF9527，而圖7則已無法認(rèn)出車牌，當(dāng)然，如此時(shí)圖7的數(shù)字全是1，則有可能認(rèn)出來，一般情況下，圖8已可確認(rèn)為人眼識(shí)辨的監(jiān)界值了。所以，我們可認(rèn)為車牌像素在50*14像素以上時(shí)，就可滿足人眼識(shí)辨要求了。
4，智能識(shí)辨車牌：能自動(dòng)識(shí)別車牌（車牌像素達(dá)業(yè)內(nèi)默認(rèn)的40*80像素左右或大于這個(gè)值時(shí)）
8
9
跟一些做電警類的朋友了解過，如要達(dá)到車牌智能識(shí)辨，一般車牌像素大概在80*40像素左右時(shí)或以上時(shí)。因車牌識(shí)辨包含了漢字、數(shù)字和字母的識(shí)辨，所以跟人眼識(shí)辨還是有區(qū)別的。對(duì)于車牌漢字，人眼可以看到一個(gè)輪廓就可大致判斷出是什么字，而智能識(shí)辨則要求字符特征明顯，特別是漢字部分，要求會(huì)高一些。經(jīng)過實(shí)測(cè)，一般車牌在80*40左右時(shí)，車牌字符部分都較清楚。如圖8，車牌可正確識(shí)辨為“粵B7SX61”。如圖9，因車牌像素低了些，所以漢字部分識(shí)辨有問題，但數(shù)字部分沒問題。所以圖9只能算人眼識(shí)辨范圍。
上述基本討論了鏡頭怎樣算看清的問題，下面來討論下鏡頭看多遠(yuǎn)的問題:
據(jù)以上測(cè)試研究，在實(shí)際應(yīng)用中我們會(huì)把鏡頭的焦距與物距對(duì)應(yīng)起來。在計(jì)算中，會(huì)有幾個(gè)相關(guān)參數(shù)：即鏡頭的焦距，目標(biāo)物的大小，距離與成像大小，而成像大小決定了成像的清晰情況。所以，當(dāng)圖像像素一定時(shí)，總會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的焦距與物距的組合，可以使畫面達(dá)到我們所需要的識(shí)辨要求。上述已簡(jiǎn)單描述出了目標(biāo)圖像的大小與可識(shí)辨的程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)焦距與物距已知時(shí)，可算出成像大小，再算出對(duì)應(yīng)像素，看圖像像素會(huì)落在上述定義的哪一個(gè)區(qū)間，就可知道這個(gè)情況或環(huán)境下可達(dá)到什么樣等級(jí)的識(shí)辨要求或成像效果；當(dāng)目標(biāo)距離已知，達(dá)到的識(shí)辨等級(jí)（成像效果）也已確認(rèn)，則可算出所需鏡頭的焦距；當(dāng)焦距已知，也可根據(jù)我們要求的成像像素大小（要求達(dá)到的識(shí)辨等級(jí)或成像要求），來算出看多遠(yuǎn)的問題。
據(jù)光學(xué)成像近似計(jì)算方式，我們先定義如下參數(shù)：
物體標(biāo)注：
D：物距（單位m）,H:物高（單位m）,W:物寬（單位m）
攝像機(jī)CCD或CMOS尺寸標(biāo)注：
h:CCD高（單位：mm）,w:CCD寬（單位mm），如下圖：
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成像尺寸標(biāo)注：
hp:成像高度（單位：mm）wp:成像寬度（單位：mm）
鏡頭標(biāo)注：
f:焦距（單位：mm）
像素標(biāo)注：
Pixh:對(duì)應(yīng)畫面高度的像素?cái)?shù)（單位：個(gè)）Pixw:對(duì)應(yīng)畫面寬度的像素?cái)?shù)（單位：個(gè)）
下面是光學(xué)成像示意圖：
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以下是光學(xué)成像鏡頭焦距f的近似計(jì)算公式:
f=D*hp/H（以像高參考計(jì)算）f=D*wp/W（以像寬參考計(jì)算）計(jì)算后，前兩式中，當(dāng)像高h(yuǎn)p=h(CCD高)，或像寬wp=w（CCD寬）時(shí)，就相當(dāng)于目標(biāo)全屏顯示。選f值小的那個(gè)值作為鏡頭焦距值，因在目標(biāo)全屏顯示時(shí)，要使目標(biāo)完全顯示在屏幕上，就要選焦距小的那個(gè)值（可視角度更廣），才能滿足完全顯示的要求。
據(jù)上面公式可得出以下公式：
hp=f*H/Dwp=f*W/D
則據(jù)1920*1080的畫面輸出，可得到相應(yīng)的輸出像素的高度與寬度，計(jì)算如下：
Pixh=(1080/h)*hpPixw=(1920/w)*wp
得到像素高度與寬度后，可查看下相應(yīng)值落在上面的哪個(gè)像素區(qū)間，就可得知我們成像的基本效果了。
下面我們來舉例說明：
假設(shè)用1/3”的1920*1080的攝像機(jī)，鏡頭為5-50m的（焦距假設(shè)用50mm），拍100米遠(yuǎn)的成年人,人取平均身1.7米。那么能達(dá)到什么樣的監(jiān)控效果呢？
計(jì)算如下：
hp=50*1.7/100=0.85mm,則對(duì)應(yīng)pixh=(1080/3.6)*0.85=255像素
據(jù)計(jì)算的結(jié)果，像素落在250-420區(qū)間，說明此時(shí)是可達(dá)到人物再現(xiàn)要求的。
同理，如我們要使目標(biāo)顯示像素達(dá)到250像素左右，則在焦距一定時(shí)，可計(jì)算符合條件的最小物距，在物距一定時(shí)，可計(jì)算符合本條件的最小焦距。
其實(shí)，所有監(jiān)控中，鏡頭看多遠(yuǎn)或看多清的問題，都是我們最關(guān)注的問題。同時(shí)因每個(gè)人主觀上的看法會(huì)有不同之處，也會(huì)導(dǎo)致最終對(duì)成像效果的判斷會(huì)有些出入。當(dāng)然計(jì)算上因參數(shù)實(shí)際數(shù)據(jù)會(huì)有誤差，結(jié)果也可能與實(shí)際有些出入，但我們研究的主要目的只是方便人們對(duì)成像效果的一般性判斷，并形成一個(gè)實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)值，不做精確比較用。上述討論與測(cè)試，僅是從我們從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，作了一個(gè)一般性討論，有不足之處，還請(qǐng)同行多多指正。
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