【安防知識網(wǎng)】只采用1臺攝像機，怎樣可以實現(xiàn)無死角地去監(jiān)控一個房間?這在以前，采用傳統(tǒng)攝像機是無法實現(xiàn)的，而全景攝像機卻可以輕而易舉地實現(xiàn)這個要求。因此，全景攝像機的出現(xiàn)頗受關(guān)注，作為一款監(jiān)控新產(chǎn)品，用戶在選擇的時候應(yīng)該從哪些因素來進(jìn)行關(guān)注?以下文章我們一一分析。

　　由于傳統(tǒng)攝像機只有不超過90度的視角，因此每臺傳統(tǒng)攝像機始終存在觀測死角,如果需要觀察一個全景范圍，就需要多個攝像機的補充和協(xié)調(diào)。而多個攝像機之間在配合時觀察一個整體效果時很難在各個視頻圖像之間形成完整的關(guān)聯(lián)，當(dāng)運動物體從一臺攝像機的視野移動到另一臺攝像機的視野時，監(jiān)控人員往往會造成視覺混亂，因為在攝像機視野交接處物體往往會從畫面上消失一小段時間，或當(dāng)視野重疊時，物體會出現(xiàn)在兩個畫面上。而全景攝像機則可使物體一直保持在其視野范圍內(nèi)，對監(jiān)控人員而言，整體觀察效果更佳。

　　一般的云臺攝像機只拍攝它當(dāng)時對準(zhǔn)和聚焦的目標(biāo)場景，存儲該目標(biāo)場景的信息。而利用具有虛擬 PTZ 功能的全景攝像機，則還可以事后在存儲圖像中觀察別的場景，因為在原始整圖中記錄了魚眼鏡頭捕捉到的所有信息。

　　但是，不是所有的全景攝像機都能夠符合用戶的要求。由于魚眼鏡頭的原因,原始的視頻圖像需要進(jìn)行失真矯正后其效果才可以被用戶所接收。在圖像變形矯正后，其清晰度等效果也要被用戶所接受。另外，由于需要處理大量的原始視頻圖像信息,需要考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和后端服務(wù)器的運行效率。

　　魚眼全景攝像機的技術(shù)簡介

　　目前業(yè)內(nèi)全景攝像機的實現(xiàn)方式主要有兩種，一種是采用魚眼鏡頭，在吸頂安裝時實現(xiàn)360度全景監(jiān)控，或通過壁裝實現(xiàn)180度范圍的全景監(jiān)控;另一種是采用多鏡頭拼接實現(xiàn)360度的監(jiān)控，以下主要介紹單鏡頭全景攝像機。

　　全景攝像機最重要的組成部分是全景魚眼鏡頭、高分辨率圖像傳感器和一個集成在攝像機內(nèi)部的圖像修正軟件。通過魚眼鏡頭，全景攝像機具有一個半球形的視野(全景環(huán)視)，并將其映影在高分辨率的圖像傳感器上。

　　一臺吸頂安裝的攝像機具有的半球形視野能覆蓋整個房間。在此半球形視野內(nèi)，邊緣區(qū)域的圖像失真得特別厲害。為了按普通人眼視覺習(xí)慣正常顯示圖像，各圖像區(qū)域通過智能圖像修正軟件進(jìn)行相應(yīng)矯正。通過放大或移動半球視野內(nèi)的圖像區(qū)域，能產(chǎn)生一個類似云臺攝像機的效果，而實現(xiàn)這一切不需要任何機械活動部件，而是采用虛擬 PTZ。

　　同時獲得多個圖像區(qū)：全景環(huán)視的圖像失真矯正亦可對多個圖像區(qū)進(jìn)行，這樣，與機械PTZ攝像機不同，全景攝像機能同時觀察和攝錄多個不同的區(qū)域。

　　隱秘，免維護(hù)：魚眼攝像機只有一個鏡頭，看起來非常不顯眼，該攝像機通常情況下面向整個房間，而不是單獨對準(zhǔn)某一個物體。由于沒有機械移動部件，全景攝像機不會發(fā)生任何磨損，當(dāng)轉(zhuǎn)變方向觀察另一個圖像區(qū)域時，也不會發(fā)出任何噪音。而且全景視野降低了攝像機的需用量。

　　如果把半球狀失真的全景環(huán)視圖像按人眼的一般透視習(xí)慣展開成類似廣角鏡頭拍攝的180°寬屏圖像，那么一臺安裝在墻面的攝像機能從其左側(cè)墻面觀察到右側(cè)墻面，實現(xiàn)整體空間的無縫觀察。與普通攝像機相比，整體觀察效果更佳，而所需的攝像機用量更少。一臺吸頂安裝的攝像機以雙分屏模式提供的 2 個對稱的 180°環(huán)景圖像也可顯示整個空間。

　　一般來說，焦距越短，視角越大，而視角越大，因光學(xué)原理產(chǎn)生的變形也就越強烈。為了達(dá)到水平360度，垂直180度的超大視角，魚眼鏡頭允許桶形畸變合理存在，除了畫面中心的景物保持不變，其它本應(yīng)水平或垂直的景物都發(fā)生了相應(yīng)的變化。為了把畸變后的圖像轉(zhuǎn)化為適合于人眼觀看的正常圖像，需要進(jìn)行圖像修正等處理，其中包括進(jìn)行事后和實時的錄像矯正。

　　衡量一款全景攝像機的關(guān)鍵因素

　　全景攝像機作為一款全新的概念和產(chǎn)品，每個廠商的定義和實現(xiàn)技術(shù)也有所不同，目前還并沒有一個統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通常業(yè)內(nèi)認(rèn)為全景攝像機的監(jiān)控視覺范圍相對于普通攝像機比較大，達(dá)到360度全景監(jiān)控(吸頂安裝)，或者180度水平視角(壁裝)，可以滿足一個場所的全部監(jiān)控，都可以稱之為全景攝像機。從過去兩年的推廣來看，就魚眼攝像機而言，我們認(rèn)為衡量一款單鏡頭全景攝像機應(yīng)該有四個要求。

　　第一個是魚眼鏡頭，這個是基本的，因為鏡頭的性能優(yōu)劣決定對成像效果十分關(guān)鍵;其次，是高分辨率的圖像傳感器，全景攝像機本身的信息處理量就很大，如果傳感器分辨率不夠高的話，圖像放大后用戶就會看得不夠清晰，前兩者屬于基本硬件的部分;第三，由于原有魚眼鏡頭產(chǎn)生嚴(yán)重的失真變形，客戶是不能接受的，因此圖像的變形矯正就變得十分重要。除了可以在攝像機內(nèi)部軟件進(jìn)行矯正外，還可以通過后端軟件來進(jìn)行實時監(jiān)控或者查看錄像。此外還有一種前端采用芯片處理圖片的數(shù)據(jù)信息，但是不能對錄制的圖像進(jìn)行靈活旋轉(zhuǎn)觀看。在前端攝像機內(nèi)部內(nèi)置軟件對圖像進(jìn)行處理校正后，再傳輸?shù)胶蠖瞬粌H可以減輕網(wǎng)絡(luò)帶寬壓和磁盤存儲壓力，也不至于后端平臺的軟件處理過量的數(shù)據(jù)信息;第四，是如何實現(xiàn)云臺虛擬的旋轉(zhuǎn)(e-PTZ)，通過虛擬PTZ可以對圖像進(jìn)行隨意移動、旋轉(zhuǎn)、放大和縮小，滿足用戶對于各個角落細(xì)節(jié)的圖像監(jiān)看。

　　就目前各個廠商推出的單鏡頭產(chǎn)品而言，可以從技術(shù)角度這樣劃分，第一階段：僅僅停留在只能輸出全景圖像和四分屏，使用者不能根據(jù)自己想要觀察的角度，對畫面進(jìn)行隨意旋轉(zhuǎn)，不具備實用價值，并不能完整體現(xiàn)全景攝像機的功能;第二階段： 圖像能進(jìn)行一定的變形矯正和虛擬PTZ，但是變形和矯正的效果不佳，此外較低分辨率(小于3百萬像素)使圖像處理后清晰度效果不佳，而傳統(tǒng)的壓縮編碼算法也使得視頻處理過于消耗PC服務(wù)器的資源;第三階段： 3百萬像素以上，優(yōu)秀的算法和壓縮編碼方式使得用戶能夠根據(jù)需要靈活地進(jìn)行圖像變形矯正和虛擬PTZ。

　　前端圖像處理方式，降低系統(tǒng)壓力

　　全景攝像機最終呈現(xiàn)的監(jiān)控效果，不僅僅只是鏡頭呈現(xiàn)出來的效果，還取決于傳感器的像素、后端軟件的處理，所以說即便是單鏡頭的攝像機，廠商帶來的產(chǎn)品從技術(shù)和應(yīng)用上區(qū)別還是很大，這會直接影響到網(wǎng)絡(luò)和存儲的問題。因此，我們認(rèn)為監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該從最大程度上平衡網(wǎng)絡(luò)帶寬，PC服務(wù)器的資源消耗以及攝像機的資源消耗，從而成為一個真正可用的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　眾所周知，在高清監(jiān)控系統(tǒng)中，需要同時監(jiān)控十幾路的高清攝像機，如果加入全景攝像機，非常大的全景圖像、觀察視角旋轉(zhuǎn)等等需要消耗硬件處理資源是普通攝像機的幾倍。有些廠商即便能實現(xiàn)全景效果，但是在PC服務(wù)器上只能實現(xiàn)一路或者兩三路全景圖像監(jiān)控，這種應(yīng)用只是實驗室級別的，無法真正投入商用。所以，在監(jiān)控系統(tǒng)中采用全景攝像機就更加應(yīng)該關(guān)注整體系統(tǒng)的承受能力。

　　為了降低魚眼圖像帶給后端網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲的巨大壓力，建議在前端實現(xiàn)高清全景圖像的矯正，這種處理方式，將全景圖像的消耗和視頻壓縮的消耗放到前端，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶蠖耍@樣節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬和圖像信息處理。

　　全景攝像機帶來監(jiān)控的全新應(yīng)用

　　真正實用的高清全景攝像機可以取代很多的室內(nèi)半球以及部分的室外監(jiān)控。最主要的優(yōu)勢是：實現(xiàn)采用更少的攝像機無死角地監(jiān)控一定范圍內(nèi)的整個空間。因此全景攝像機在大部分場合是適用的，未來主要的目標(biāo)市場有：連鎖行業(yè)，樓宇監(jiān)控，加油站，銀行，停車場、運動場還有大型商場等。

　　但是我們發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)用戶對全景攝像機還有一定的誤區(qū)，比如用戶認(rèn)為全景攝像機可以觀看到一個房間或者整個停車場，便認(rèn)為全景攝像機是萬能的，其實全景攝像機是一個廣角，它的景深和焦距是很小的，全景攝像機能夠看清人臉的范圍是半徑5米，再遠(yuǎn)的話看人臉不會很清楚。全景攝像機不是萬能的，雖然可以代替三個半球的監(jiān)控范圍，但是它并不會完全替代普通攝像機如快球、半球或者槍機等等。在很多場合，我們建議全景攝像機和傳統(tǒng)攝像機結(jié)合在一起使用，普通攝像機無法同時看到整個場景，全景和傳統(tǒng)的攝像機并不矛盾。

　　隨著數(shù)字高清視頻監(jiān)控市場的迅速發(fā)展，全景攝像機這一充分利用和發(fā)揮了數(shù)字高清技術(shù)優(yōu)勢的產(chǎn)品將逐漸成為被大家所接受的產(chǎn)品，預(yù)計在未來2-3年內(nèi)，該類產(chǎn)品將占有相當(dāng)?shù)氖袌龇蓊~。隨著市場對于數(shù)字高清技術(shù)的認(rèn)識，市場正在逐漸接受全景攝像機的理念。對于實現(xiàn)方法，實現(xiàn)的效果等大家還有一定認(rèn)識上的差距。但是普遍接受的是：真正實用的全景攝像機才是最好的全景攝像機。

　　(本文作者現(xiàn)為MOBOTIX中國區(qū)總經(jīng)理)