全景攝影機(jī)(亦稱360 度、魚眼攝影機(jī))在安防市場發(fā)展已經(jīng)超過10 年，早期因?yàn)橛跋駭偲郊夹g(shù)有專利開發(fā)限制、影像線條不準(zhǔn)確等問題，影響市場使用意愿。隨著影像感測器(sensor)解析度及影像攤平技術(shù)的不斷提升，全景攝影機(jī)的大範(fàn)圍可視角特性、一臺抵多臺、多元操作方式等優(yōu)勢，也讓市場應(yīng)用更為普遍。
根據(jù)市場調(diào)查機(jī)構(gòu)Market Research Future 所發(fā)表的全景攝影機(jī)市場報(bào)告指出，全球全景攝影機(jī)市場從2016 ～ 2022 年將會有兩位數(shù)以上的成長率，并預(yù)估其市場總額將會達(dá)到360億美元。其中，北美市場因犯罪率問題，將帶動(dòng)當(dāng)?shù)貙τ诟呓馕觥⒌凸娜皵z影機(jī)的需求。
全景攝影機(jī)特色、優(yōu)勢及應(yīng)用
以全景攝影機(jī)的技術(shù)來看，主要有兩大特點(diǎn)：
1、攤平方式：全景攝影機(jī)的攤平技術(shù)大致可分為硬體解析跟軟體解析兩種。早期軟體攤平技術(shù)因演算法龐大，非常消耗電腦CPU資源，反而容易造成監(jiān)控軟體的不穩(wěn)定。因此開始有晶片廠商投入硬體攤平技術(shù)的開發(fā)，包括：安霸、海思等廠商都有推出相關(guān)晶片。
2、照攝角度：搭配魚眼鏡頭，依據(jù)攝影機(jī)裝設(shè)位置進(jìn)行180 度(墻面、走廊、接待處)或360度(天花板、地板) 視角的影像處理。魚眼鏡頭的立體視角往往大于半個(gè)球形視野，在設(shè)定攝影機(jī)塬生光軸為攝影機(jī)方向前提下，除了可以觀察到前方的影像外，也可以看到包含上、下、左、右的影像視訊，以及任何選定的空間方向觀察視野景物。專利期限已過的USPTO 5185667 詳細(xì)揭露由理想投射模型來演繹選定參考特定方位角度的針孔正規(guī)影像的方法學(xué)，這是時(shí)下到處可及的360 度魚眼球形攝影機(jī)演繹模型的技術(shù)資料。
基于上述特點(diǎn)，全景攝影機(jī)也因而展現(xiàn)其較一般監(jiān)控?cái)z影機(jī)更為突顯的優(yōu)勢，包括：
超廣角監(jiān)控：由于全景攝影機(jī)能提供180度甚至360度全視野的影像範(fàn)圍，可以避免傳統(tǒng)固定鏡頭攝影機(jī)限定視角，而產(chǎn)生監(jiān)控死角的問題。
降低攝影機(jī)建置成本：一臺全景攝影機(jī)能夠提供大範(fàn)圍環(huán)場影像，可大幅降低固定鏡頭攝影機(jī)總體裝置成本。
此外，車用系統(tǒng)是另一個(gè)較普遍使用全景攝影機(jī)的場合，目前市場上的產(chǎn)品主要是利用大視角針孔攝影機(jī)取得影像，再進(jìn)行簡單的影像調(diào)整，較未能發(fā)揮環(huán)周或環(huán)球場域的特性，也因此仍有失真影像的情況出現(xiàn)。
突破：如何完美呈現(xiàn)小空間全景影像?
事實(shí)上，目前的全景(魚眼)攝影機(jī)幾乎找不到在小空間(物件)的應(yīng)用實(shí)例，這是來自現(xiàn)有成像的建模方法一般會把攝影機(jī)裝置當(dāng)成一個(gè)參考點(diǎn)，而 了減低建構(gòu)入射光路途徑的角度偏差，經(jīng)常必須使用在比較大的空間，這也唿應(yīng)了目前全景攝影機(jī)適合應(yīng)用于廣大場域的特色。
然而，明志科技大學(xué)工程學(xué)院電子系暨智慧醫(yī)療研究中心「全景影像監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室」(MOILAB)參考 I- 565735 及I- 565736實(shí)作MOIL-A 及MOIL-B 演算法的儀器裝置，以自行發(fā)展專用的AI 機(jī)械學(xué)習(xí)模組來對一般全景攝影機(jī)執(zhí)行自由投射模式建模，能將低價(jià)位的魚眼相機(jī)影像映射成符合于理想核心模型的球形坐標(biāo)表面，用來擴(kuò)展全景攝影機(jī)的技術(shù)應(yīng)用範(fàn)疇。
MOIL-A：不限魚眼鏡頭，亦可呈現(xiàn)全景畫面
MOIL-A是根據(jù)I565735 所揭露的「離散式自由投射模型」為基礎(chǔ)，所開發(fā)出的全景(魚眼)影像成像系統(tǒng)?！鸽x散式」意指任何的一個(gè)圖元(像素)點(diǎn)都能結(jié)合對應(yīng)的入射光線路徑，來組成一具有虛擬焦距的單點(diǎn)針孔攝影機(jī)?！缸杂赡Ｐ汀故侵赣跋衿矫娴母鱾€(gè)圖元的該單點(diǎn)與針孔單點(diǎn)攝影機(jī)互相獨(dú)立，而且規(guī)格是容許自由變異的。而基于上述理論製作的「MOIL-A」，是以外界一個(gè)實(shí)體絕對坐標(biāo)為塬點(diǎn)，藉由開發(fā)裝置及專屬用途的機(jī)械學(xué)習(xí)方法引導(dǎo)每個(gè)圖元尋找自己專屬的入射光路徑的空間絕對坐標(biāo)，是跳脫一般將平面影像的組成，解釋 映射到專一圓形函數(shù)投射模式的建模方法。因此，MOIL-A不限于處理一般的魚眼裝置，而適合用來建模各類自由規(guī)格的鏡頭，例如：仿生(Bio-inspired)人體神經(jīng)的非典型圓形函數(shù)瞳孔鏡頭。
MOIL-B：自創(chuàng)EPB 機(jī)械學(xué)習(xí)法
MOIL-B 是根據(jù) I565736 內(nèi)容并延申自創(chuàng)EPB(Emsembled Progressive Boost)機(jī)械學(xué)習(xí)方法學(xué)，用來評估常見的將圓形投射函數(shù)當(dāng)成回歸模型的適用性質(zhì)。實(shí)務(wù)檢測實(shí)驗(yàn)室可及的全景攝影機(jī)，發(fā)現(xiàn)跟完美模型都有些不規(guī)則的差異?？v然如此，MOIL-B演繹得到的特性焦距卻可以非常接近規(guī)格書所公佈的規(guī)格。因此，MOILA-B 不受前面既有技術(shù)的限制， 即能處理到5cm紙盒或是管狀物件，且不需採用針孔模式出發(fā)的立體度量學(xué)(stereoscope)程式，直接以魚眼影像的視角編碼內(nèi)容來執(zhí)行3D 影像度量，能滿足更細(xì)微空間(例如：內(nèi)視鏡)的全景影像獲取需求。
【張創(chuàng)然為明志科技大學(xué)工學(xué)院電子工程系助理教授，其帶領(lǐng)之「全景影像監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室」10 多年來潛心研究「MOIL 全景(魚眼)影像技術(shù)，并取得多項(xiàng)重大成果。】
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