全景攝像機的分類與技術特性

□ 文/鄧朝陽

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全景攝像機的分類與技術特性

□ 文/鄧朝陽

近年隨著高清化、3D視頻、VR的概念迅速被人們所熟知，從各大展會的火熱程度也可以看出，一場視覺的變革正在如火如荼的發生著。今天我們就來聊一聊在這場革命中，扮演著重要角色的全景攝像機。

任何一種產品的產生都離不開，客戶的需求及市場的發展，全景攝像機滿足了單點監控實現大范圍全景的視角需要，大范圍視角獲得到的信息量非常大，這也要求得到的圖像像素需要非常高，也是早期標清時代全景攝像機得不到廣泛使用的重要原因之一，當然早期還受圖像拼接及矯正技術的制約。

全景攝像機的綻放得益于人們生活品質的提高，無論是對監控安全的需要，還是航拍、VR等娛樂面的需求，音頻已能做到全方位的采集，同時也要求我們的視頻信息做到全視角，這樣才能真正意義上稱得上無盲，而全景攝像機就能夠滿足我們這樣的需求。

全景攝像機分類

目前市面上被稱為全景攝像機的種類繁多，但大多沒有統一的標準及規范。從產品形態上來區分，我們可以大致的區分為單鏡頭和由多組鏡頭組成的全景攝像機，單鏡頭全景攝像機一般稱之為魚眼攝像機。

魚眼攝像機

常說魚眼全景攝像機有四大關鍵技術：魚眼鏡頭、高像素傳感器、處理軟件和虛擬PTZ。上述四大技術中高像素傳感器和虛擬PTZ技術基于近年高清傳感器以及數字技術的迅猛發展可以說已經較好地解決了。魚眼鏡頭為實現全景范圍的超大視角，我們知道視角范圍越廣畫面中因光學原理產生畸變失真越嚴重，除了畫面中心的景物保持不變，其他水平或垂直的所有景物都會發生相應的變化，這不符合正常視覺感受，需要圖像矯正技術消除魚眼鏡頭畸變

一般來說魚眼圖像失真可分三種：徑向失真、非正交失真與中心偏移。徑向失真是由于魚眼鏡頭徑向曲率的不規則引起；非正交失真是由于魚眼光軸與傳感器平面不能完全正交所致；中心偏移是由于魚眼鏡頭光軸不可能正好穿過傳感器的中心產生的。失真讓人難以辨別，不符合人類視覺習慣，所以校正技術顯得尤為重要。不同品質的魚眼鏡頭其畸變也有著較大的差異，將直接影響著攝像機圖像源的效果。

魚眼鏡頭所成的像，由于景深曲率的影響，魚眼鏡頭成像會形成一個異于人類視覺習慣的圓形圖像，其圖像邊緣的像素點完全被拉伸，如何對圓形圖像進行矯正，以及保證魚眼圖像的有效像素不丟失的技術就顯得十分關鍵。具體到每一個廠家其核心算法必然會有所不同，但圖像矯正技術的中心思想都是采用一定算法把邊緣畸變嚴重的圖形拉伸整合為適合觀看的正常比例圖像。其所用算法的合理性、編程水平的高低及最終系統資源占用率共同決定了算法的優劣。

深圳景陽科技600w全景魚眼攝像機采用3D圖像校正算法，簡單來講就是將這些魚眼圖像上的每個2D成像平面點逆向映射到3D場景中，再投影構成校正圖像的2D平面點，來實現校正。同時采用了安霸高端S2強大的處理芯片，使得復雜的矯正算法得以輕松運行，實現精度高、無失真的圖像校正。據悉這款魚眼攝像機還榮獲了2014年度“中國安防十大新銳產品”，足以看出其中精湛的技術。

▲效果展示

多組鏡頭全景攝像機

多組鏡頭全景攝像機雖然不存在魚眼圖像變形矯正的問題，但如何保證多鏡頭拍攝畫面的拼接實現無死角、無盲點、自然連貫等就顯得非常關鍵。多鏡頭全景攝像機一般都由攝像機內置的專用處理軟件來校正，之后將圖像整合成視頻流傳到監控后端，現有的技術已經能做到可以比較好地滿足全景和四畫面的顯示需求。需要注意的是為實現360度全景監控時，在安裝時要避免正下方出現死角，其要根據不同的監視需求，對每個物理鏡頭要進行俯仰視角度的精細調節。

全景攝像機技術特點解析

針對現在的全景攝像機技術特點可簡略歸納為如下幾點：

圖像矯正軟件被嵌入到攝像機內或是當前技術市場的主流，其更符合用戶即插即用的使用習慣，借助PC矯正的產品功能雖會很完美但未必會被用戶接受；低照度和寬動態功能已是各種類攝像機的常備功能，包括全景攝像機，其無疑其將大大拓展全景攝像機的使用范圍，使回歸到常規型攝像機的形態；附加功能豐富，比如支持多碼流輸出、雙向語音、POE供電、內置存儲卡、日夜轉換、數字降噪、隱私區遮掩、報警輸入/出、智能視頻分析等功能也都在當前的產品中有所應用。

結束語

全景攝像機作為一種特殊形態的產品，其有專用的應用領域和特色，但是現在技術的發展使其也不被特殊性和專用性所束縛，得其環境適用性更強，在人們生活的方方面面才更能體現出應用價值。

作者單位：深圳市景陽科技股份有限公司