5MP、4MP、1080p の解像度について
基本的な定義とピクセル数
解像度は、カメラ センサーが 1 つの画像でキャプチャできるピクセル数を定義します。監視分野では、1080p は通常 1920 × 1080 ピクセルを指し、これは約 2.07 メガピクセル (MP) に相当します。 4MP カメラは通常 2560 × 1440 ピクセル (約 3.69 MP) を提供しますが、5MP カメラは通常 2592 × 1944 ピクセル (約 5.04 MP) です。これらの数値の違いは、画像の鮮明さ、使用可能なデジタル ズーム、顔、ナンバー プレート、シーン内の細部を認識する能力に直接影響します。
設計の観点から見ると、1080p (2MP) から 4MP に移行するとピクセル数がほぼ 2 倍になり、4MP から 5MP に移行すると約 36% 増加します。駐車場、物流ヤード、都市監視、産業境界などの重要なセキュリティ アプリケーションで使用される PTZ (パン・ティルト・ズーム) カメラの場合、これらの余分なピクセルは、特に録画された映像をズームインする場合に、より実用的な情報に変換されます。
一般的なアスペクト比と画像の形状
ほとんどの 1080p カメラと 4MP カメラは 16:9 のアスペクト比を使用しており、標準のモニターや NVR ディスプレイ レイアウトに適合します。多くの 5MP センサーは 4:3 アスペクト比 (2592 × 1944) を使用しており、追加の垂直ピクセルが提供されます。これは、地面と高い物体や建物の両方を同じフレーム内で見る必要がある PTZ アプリケーションでは重要です。 4:3 5MP 画像は、同様の水平範囲の 16:9 画像と比較して、中心の被写体の上下により多くのコンテンツをキャプチャできます。
システム インテグレーターやセキュリティ プランナーにとって、これらの形式を理解することは、視野範囲の計画に役立ちます。アスペクト比 4:3 の 5MP PTZ は、両方が同様の水平カバレッジ角度に設定されている場合、16:9 1080p カメラよりも効率的に高層倉庫の前面をカバーできます。
解像度が画像の鮮明さと詳細に与える影響
ピクセル密度と識別能力
ピクセル密度は、多くの場合、特定の距離での 1 メートルあたりのピクセル数 (PPM) または 1 フィートあたりのピクセル数 (PPF) で表されます。明確な顔識別のために、多くの規格では少なくとも 250 PPM (約 76 PPF) を推奨していますが、実際の状況ではナンバー プレート認識には 150 ～ 200 PPM が必要となることがよくあります。同じレンズと視野で、5Mp PTZ カメラ4MP または 1080p モデルよりも多くのピクセルをターゲット全体に配信し、実効 PPM を高めます。
たとえば、特定のズーム位置で 25 メートル離れた車線を監視する PTZ を考えてみましょう。 1080p カメラは、そのターゲット距離で約 120 PPM を提供する可能性があります。同じフレーム構成の 4MP PTZ は約 210 PPM を実現でき、5MP モデルは 280 PPM に近づく可能性があります。この違いは、記録された映像における「不審な人物」と「明らかに識別可能な個人」との間のギャップを意味する可能性があります。
デジタル ズームとフォレンジック レビュー
イベント後の分析中のデジタル ズームも、ピクセル数が重要な領域です。オペレーターがクライアント ワークステーションで録画されたビデオをズームインしても、新しい情報は作成されません。システムは既存のピクセルを単純に拡大します。特に 5MP PTZ カメラからの高解像度映像では、画像がブロック状になったり判読できなくなったりする前に、より積極的なデジタル ズームが可能になります。
実際には、5MP フレーム (約 500 万ピクセル) には、1080p フレーム (約 210 万ピクセル) の約 2.4 倍のデータが含まれます。インシデントレビュー、盗難調査、オペレータートレーニングなどの状況では、この追加データにより、セキュリティチームは手の動き、物体の移動、斜めの角度でのナンバープレートなどの微妙な詳細をより柔軟に分析できるようになります。
視野、光学ズーム、ディテール保持
PTZ 光学ズーム比とカバー範囲
PTZ カメラは、多くの場合、20 倍から 42 倍以上の光学ズーム範囲を提供します。光学ズームは、ピクセルを拡大するのではなく、レンズの実効焦点距離を変更するため、画質が維持されます。より高い解像度と強力な光学ズームを組み合わせることで、有効な監視範囲が大幅に拡大します。
たとえば、1080p の 25 倍ズーム PTZ は、十分な照明の下で 80 ～ 100 メートルの被写体を明確に識別できる可能性があります。 4MP センサーを使用すると、同じ光学ズームにより、信頼性の高い識別を 130 ～ 150 メートルまで近づけることができます。 5MP PTZ はその距離をさらに延長でき、最適化された条件では 170 ～ 190 メートルに近づくことがよくあります。これらの値はレンズの品質、センサーの感度、圧縮によって異なりますが、その関係は一貫しています。より多くのピクセルと強力なズームは、カバー範囲の拡大に相当します。
広範囲のカバー範囲と詳細なディテールのバランス
PTZ の導入では、広範囲の状況認識と詳細なクローズアップ ビューの必要性のバランスを取る必要があります。より広いゾーンを監視するために PTZ をズームアウトすると、個々の被写体が占有するピクセルが少なくなります。このような状況では、5MP PTZ は 4MP や 1080p のオプションよりも顕著な利点をもたらします。これは、ピクセル数が高いため、広角でも遠くの人や物体がより識別しやすくなるからです。
たとえば、80 × 60 メートルの広い駐車場を 1080p PTZ で広角で監視すると、人は動く形状としてしか検出できない可能性があります。 4MP カメラにより、衣服の色、基本的な姿勢などの認識が向上します。 5MP ソリューションは認識をさらに強化し、オペレーターがズームインするかどうかを決定する間、現場全体の個人をより適切に追跡できるようにします。セキュリティ制御室の場合、そのさらなる明瞭さは反応時間と意思決定の品質に直接影響します。
ストレージ要件と帯域幅の考慮事項
解像度とフレームレート別のビットレート範囲
一般に、解像度が高くなると、同様の画質を維持するためにより高いビットレートが必要になります。 25 ～ 30 フレーム/秒の H.264 圧縮の場合、一般的な構成は次のようになります。
1080p: 2 ～ 6 Mbps (中品質から高品質)
4MP：4～8Mbps
5MP: 6 ～ 10 Mbps
最新の H.265 圧縮では、多くの場合、同等の品質レベルでビットレートを約 30 ～ 50% 削減できます。つまり、適切に調整された 5MP PTZ は、シーンの複雑さや動きに応じて、有用な詳細を維持しながら約 3 ～ 6 Mbps で動作する可能性があります。交差点、工場のフロア、スポーツ会場などの混雑した環境ではビットレートが大幅に上昇するため、インテグレータやプロジェクト プランナーは常に実際のシーンをテストする必要があります。
プロジェクト計画のためのストレージの計算
多くの場合、1080p、4MP、5MP PTZ カメラのいずれかを選択する場合、ストレージ消費量が決定的な要素となります。簡単な例として、1 日 24 時間の連続録画を考えてみましょう。
1080p (3 Mbps): カメラごとに 1 日あたり約 32.4 GB
5 Mbps で 4MP: カメラごとに 1 日あたり約 54.0 GB
7 Mbps で 5MP: カメラごとに 1 日あたり約 75.6 GB
30 日間で、7 Mbps の 1 つの 5MP PTZ には約 2.27 TB のストレージが必要ですが、3 Mbps の 1080p PTZ には約 0.97 TB のストレージが必要です。 20 台の PTZ カメラを備えたシステムの場合、その差は大きくなり、約 45 TB 対 19 TB になります。卸売購入者、システム インテグレータ、および大規模エンド ユーザーは、ストレージと帯域幅の追加が、明瞭さとカバレッジの向上によって正当化されるかどうかを評価する必要があります。
低照度および夜間のさまざまな解像度でのパフォーマンス
ピクセルサイズ、ノイズ、感度
夜間の画質は解像度だけでなく、ピクセルサイズ、センサーアーキテクチャ、画像処理にも依存します。センサー サイズが一定の場合、解像度が高くなると、各ピクセルが小さくなります。ピクセルが小さいとキャプチャされるフォトンの数が少なくなるため、低照度のシーンではノイズが増加する可能性があります。実際には、1/2.8 フォーマットの 5MP センサーのピクセル数は 2.7 µm ですが、同じサイズの 1080p センサーのピクセル数は 3.75 µm です。
この違いは、照明が不十分な駐車場や周囲が長いなどの困難な状況では重要です。 5MP PTZ は明るいシーンでより詳細な画像を提供しますが、より大きなピクセルを備えた適切に調整された 1080p または 4MP モデルは、0.005 ～ 0.01 ルクスでより鮮明で明るい画像を生成できる場合があります。最新の 5MP PTZ 設計の多くは、高度なノイズ低減、120 dB 範囲のワイド ダイナミック レンジ (WDR)、および多くの場合 150 ～ 250 メートルに達する強力な IR 照明によってこれを相殺します。
赤外線照明とスマート機能
PTZ カメラには、可変ビーム角度を備えた IR LED が組み込まれていることがよくあります。一般的な 1080p PTZ は 100 ～ 150 メートルの IR 範囲を提供しますが、ハイエンドの 4MP および 5MP PTZ カメラは、光学設計と電力の制約に応じて、最大 200 ～ 300 メートルの IR 範囲を提供できます。より高い解像度と拡張された IR 範囲の組み合わせにより、長距離での識別が向上しますが、これは IR ビームがズーム位置に一致している場合に限ります。
スマート IR、自動ゲイン制御、および 3D ノイズ リダクションは、あらゆる解像度で低照度のパフォーマンスを最大化するために不可欠なコンポーネントです。サプライヤーまたはメーカーの 1080p、4MP、および 5MP PTZ モデルを比較する場合は、データシートのみに依存するのではなく、最小照度仕様 (例: カラーは 0.005 ルクス、白黒は 0.0005 ルクスで IR オン) を確認し、これらの値が実際の画像にどのように変換されるかをテストすることが重要です。
1080p PTZ カメラに最適なアプリケーション
予算が厳しく帯域幅が限られたプロジェクト
1080p PTZ カメラは、鮮明さ、帯域幅、ストレージのコスト効率の高いバランスを提供するため、依然として重要です。小売店、小規模オフィス施設、学校、住宅団地など、多くの中小規模のプロジェクトでは、1080p とそれ以上の解像度の違いは重要ではない場合があります。ネットワーク インフラストラクチャが 10/100 Mbps リンクまたは従来のワイヤレス ブリッジに制限されている場合、1080p はストリームの安定性を維持し、パケット損失を軽減するのに役立ちます。
卸売販売ネットワークやシステム再販業者にとって、1080p PTZ モデルは、ほとんどの DVR/NVR プラットフォームや古い VMS ソフトウェアに互換性の問題なく適合する魅力的なエントリーレベルのオプションです。また、アップストリーム帯域幅が限られているモバイル ネットワークに依存するユーザーのリモート アクセスも簡素化されます。
識別範囲が短い状況
カメラが対象エリア (屋内のアトリウム、小さな荷積みベイ、コンパクトな駐車ゾーンなど) の近くに設置されている場合、1080p は信頼性の高い識別に十分なピクセルを提供します。光学ズームが正しく使用されていれば、15 ～ 20 メートル未満の距離では、適切に設定された 1080p PTZ で顔や物体に対して 250 PPM 以上を簡単に達成できます。
このような場合、4MP または 5MP に移行すると、追加のストレージ コストに比べて利益が減少する可能性があります。インテグレータとプロジェクト コンサルタントは、デフォルトで利用可能な最高の解像度を設定するのではなく、実際のカバー距離と識別要件を計算する必要があります。
4MP PTZ カメラが適切なバランスを提供する場合
パフォーマンスと効率性のための中間的な選択肢
4MP PTZ カメラは、1080p と 5MP の間の中間点を提供します。 1080p の約 1.8 倍のピクセルにより、帯域幅とストレージを管理可能な範囲に近づけながら、ディテールとデジタル ズームの柔軟性が大幅に向上します。多くの展開では、H.265 圧縮を使用した 15 ～ 20 fps の 4MP を 3 ～ 5 Mbps 程度に設定でき、実用的な妥協点となります。
自治体のプロジェクト、産業プラント、キャンパス監視システムの場合、4MP PTZ ユニットは、5MP のような完全なデータ負荷を伴うことなく、中程度の距離 (ズームに応じて 100 ～ 150 メートル) で強力な識別機能を提供します。このため、数十、数百台の PTZ カメラが集中録画リソースを共有する必要がある大規模なマルチサイト展開にとって魅力的です。
システムの互換性とアップグレード パス
一部の古い NVR および VMS プラットフォームには、最大解像度の制限やパフォーマンスの制限があります。 4MP PTZ モデルは、多くの場合、画質の明らかなアップグレードを実現しながら、既存の 1080p システムにスムーズに統合できます。レガシー インフラストラクチャからの段階的な移行を計画する場合、4MP は技術的に安全で商業的に効率的なステップアップとして機能します。
製品範囲を構築するメーカーまたは卸売サプライヤーにとって、4MP PTZ モデルは重要なセグメントを満たします。5MP 製品と比較して競争力のある価格を維持しながら、「フル HD 以上」として宣伝するのが簡単です。エンド ユーザーは、ネットワーク全体やストレージ アーキテクチャ全体を再設計することなく、目に見える改善の恩恵を受けることができます。
5MP PTZ 監視のベストユースケース
大規模かつ高リスクの環境
5MP PTZ カメラは、あらゆる細部が重要となる高リスク、高価値の環境で威力を発揮します。典型的な例には、都市の中心部、交通ハブ、大規模な工業用地、物流ハブ、港湾、電力施設などの重要インフラが含まれます。これらの設定では、識別距離の延長、より豊富なデジタル ズーム、より優れたフォレンジックの詳細により、コストの上昇とストレージ占有面積の増加が正当化されます。
たとえば、30 ～ 42 倍の光学ズームを備えた 5MP PTZ は、数百メートルの長さの車線または周囲を監視できるため、オペレーターは重要な詳細を失うことなく、広範囲にわたる個人や車両を追跡できます。侵入検知、トリップワイヤー、自動追跡などの分析と組み合わせると、解像度が高くなることで、自動アラームやイベント分類の信頼性が直接的に高まります。
フォレンジックの品質とコンプライアンス要件
一部の規制や内部ポリシーでは、証拠画像の品質の最低基準が要求されます。このような場合、5MP PTZ カメラはより大きな安全マージンを提供します。シーンが完全にフレーム化されていない場合や、PTZ が計画よりわずかに遠くに配置されている場合でも、信頼性の高い認識と文書化に十分なピクセルがまだあるためです。
法執行機関との協力、事件の再構成、または現場をまたいだ事件分析の場合、捜査官は 5MP 映像を使用することで、1080p や 4MP と同じくらい早く鮮明さを失うことなく、補助的な目撃者、車両乗員、背景の物体などの二次要素にズームインできます。この追加情報は、複数の主題と重複するアクションを含む複雑なイベントを再構成する場合に非常に重要になります。
コスト、互換性、将来性に関する考慮事項
カメラとシステムあたりのコストの比較
価格はサプライヤーやメーカーによって異なりますが、一般的なパターンは次のとおりです。5MP PTZ カメラのコストは 4MP よりも高く、4MP のコストは 1080p よりも高くなります。ただし、ハードウェアの価格は時間の経過とともに下がり続けます。より重要なコスト要因は、多くの場合、次のような総所有コストになります。
ネットワークスイッチとアップリンク容量
NVR/VMS サーバーの仕様 (CPU、RAM、GPU)
ハードドライブの容量と冗長性 (RAID レベル)
バックアップ、アーカイブ、およびリモート アクセスの要件
ストレージとネットワークのアップグレードがすでに計画されている場合、5MP PTZ モデルを選択することは、長期的な拡張性への論理的なステップとなる可能性があります。予算が厳しく、インフラストラクチャの変更が制限されている場合、特にリスクの低い領域では 4MP または 1080p がより現実的になる可能性があります。
相互運用性と長期的な柔軟性
最新のカメラは一般に、オープン スタンダードと一般的なストリーミング プロトコルをサポートしていますが、一部の古いシステムでは、より高い解像度とビットレートに対応できません。サイト全体で 5MP PTZ を導入する前に、インテグレーターは、既存の NVR、分析サーバー、監視ワークステーションが遅延やフレーム落ちなしで複数の 5MP ストリームを一度にデコードできることを確認する必要があります。
将来を見据えた観点から、新規インストールには少なくとも 4MP を選択することがベースラインと見なされ、現在導入されているインストールが少なくとも 5 ～ 7 年間は許容可能な状態を維持できるようになります。コアの高リスクゾーンでは、基準と期待が高まり続ける中、高品質の 5MP PTZ ユニットに直接切り替えることで、短期的な交換の必要性が軽減されます。
適切な解像度を選択するステップバイステップの方法
運用要件と技術要件の定義
1080p、4MP、5MP PTZ カメラの選択は、明確な動作要件から始める必要があります。
識別と検出にはどのくらいの距離が必要ですか?
カバレッジが必要なゾーンの広さはどれくらいですか?
照明条件（昼、夜、逆光）は何ですか?
どのような保存期間が必要ですか (例: 30、90、180 日)?
リンクごとおよびサイトごとの帯域幅制限はどれくらいですか?
これらのパラメータがわかれば、簡単な PPM 計算とストレージの見積もりにより、システムを過剰に指定することなく、どの解像度が十分な詳細を提供するのかがわかります。多くの場合、混合アプローチが最も効果的です。つまり、高リスク ノードには 5MP PTZ、重要ではあるが要求の少ない領域には 4MP、周辺ゾーンまたは内部ゾーンには 1080p です。
シナリオベースの解像度の選択
システム設計者と卸売パートナー向けの実践的なガイドラインは次のように要約できます。
予算が限られており、ターゲットの距離が短く (20 ～ 30 メートル未満)、帯域幅やストレージが厳しく制限されている場合は、1080p PTZ を選択してください。
多くのカメラで 1080p を超える大幅なアップグレードが必要だが、インフラストラクチャとストレージのバランスを保つ必要がある場合は、4MP PTZ を選択してください。
最大限の詳細、長距離識別、法医学グレードの映像が主な目的であり、プロジェクトがより高いデータ負荷をサポートできる場合は、5MP PTZ を選択してください。
これらのトレードオフについてエンド ユーザーと明確に話し合うことで信頼が構築され、最終的なシステムが隠れた妥協なしに期待に応えられるようになります。
Savgood ソリューションを提供する
Savgood は、解像度そのものを追求するのではなく、実際のプロジェクト要件に適合する PTZ 監視ソリューションを提供することに重点を置いています。卸売サプライヤーまたはシステム メーカーとして働くパートナーの場合、Savgood は、PPM とストレージの計算、レンズとズームの選択、低照度でのパフォーマンス計画などの詳細なプロジェクト設計を支援します。 Savgood は、適合した光学系、IR 範囲、およびエンコード プロファイルを備えた 1080p、4MP、および 5MP PTZ オプションを提供することで、インテグレーターがリスク、コスト、パフォーマンスのバランスをとった階層型システムを構築できるように支援します。単一サイトのアップグレードから複数サイトの導入まで、Savgood はテスト、最適化、長期的な技術協力をサポートします。
