【安防知識(shí)網(wǎng)】只采用1臺(tái)攝像機(jī)，怎樣可以實(shí)現(xiàn)無(wú)死角地去監(jiān)控一個(gè)房間?這在以前，采用傳統(tǒng)攝像機(jī)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，而全景攝像機(jī)卻可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。因此，全景攝像機(jī)的出現(xiàn)頗受關(guān)注，作為一款監(jiān)控新產(chǎn)品，用戶(hù)在選擇的時(shí)候應(yīng)該從哪些因素來(lái)進(jìn)行關(guān)注?以下文章我們一一分析。

　　由于傳統(tǒng)攝像機(jī)只有不超過(guò)90度的視角，因此每臺(tái)傳統(tǒng)攝像機(jī)始終存在觀測(cè)死角,如果需要觀察一個(gè)全景范圍，就需要多個(gè)攝像機(jī)的補(bǔ)充和協(xié)調(diào)。而多個(gè)攝像機(jī)之間在配合時(shí)觀察一個(gè)整體效果時(shí)很難在各個(gè)視頻圖像之間形成完整的關(guān)聯(lián)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體從一臺(tái)攝像機(jī)的視野移動(dòng)到另一臺(tái)攝像機(jī)的視野時(shí)，監(jiān)控人員往往會(huì)造成視覺(jué)混亂，因?yàn)樵跀z像機(jī)視野交接處物體往往會(huì)從畫(huà)面上消失一小段時(shí)間，或當(dāng)視野重疊時(shí)，物體會(huì)出現(xiàn)在兩個(gè)畫(huà)面上。而全景攝像機(jī)則可使物體一直保持在其視野范圍內(nèi)，對(duì)監(jiān)控人員而言，整體觀察效果更佳。

　　一般的云臺(tái)攝像機(jī)只拍攝它當(dāng)時(shí)對(duì)準(zhǔn)和聚焦的目標(biāo)場(chǎng)景，存儲(chǔ)該目標(biāo)場(chǎng)景的信息。而利用具有虛擬 PTZ 功能的全景攝像機(jī)，則還可以事后在存儲(chǔ)圖像中觀察別的場(chǎng)景，因?yàn)樵谠颊麍D中記錄了魚(yú)眼鏡頭捕捉到的所有信息。

　　但是，不是所有的全景攝像機(jī)都能夠符合用戶(hù)的要求。由于魚(yú)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(hù)所接收。在圖像變形矯正后，其清晰度等效果也要被用戶(hù)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(yùn)行效率。

　　魚(yú)眼全景攝像機(jī)的技術(shù)簡(jiǎn)介

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

　　全景攝像機(jī)最重要的組成部分是全景魚(yú)眼鏡頭、高分辨率圖像傳感器和一個(gè)集成在攝像機(jī)內(nèi)部的圖像修正軟件。通過(guò)魚(yú)眼鏡頭，全景攝像機(jī)具有一個(gè)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(tái)吸頂安裝的攝像機(jī)具有的半球形視野能覆蓋整個(gè)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(jué)習(xí)慣正常顯示圖像，各圖像區(qū)域通過(guò)智能圖像修正軟件進(jìn)行相應(yīng)矯正。通過(guò)放大或移動(dòng)半球視野內(nèi)的圖像區(qū)域，能產(chǎn)生一個(gè)類(lèi)似云臺(tái)攝像機(jī)的效果，而實(shí)現(xiàn)這一切不需要任何機(jī)械活動(dòng)部件，而是采用虛擬 PTZ。

　　同時(shí)獲得多個(gè)圖像區(qū)：全景環(huán)視的圖像失真矯正亦可對(duì)多個(gè)圖像區(qū)進(jìn)行，這樣，與機(jī)械PTZ攝像機(jī)不同，全景攝像機(jī)能同時(shí)觀察和攝錄多個(gè)不同的區(qū)域。

　　隱秘，免維護(hù)：魚(yú)眼攝像機(jī)只有一個(gè)鏡頭，看起來(lái)非常不顯眼，該攝像機(jī)通常情況下面向整個(gè)房間，而不是單獨(dú)對(duì)準(zhǔn)某一個(gè)物體。由于沒(méi)有機(jī)械移動(dòng)部件，全景攝像機(jī)不會(huì)發(fā)生任何磨損，當(dāng)轉(zhuǎn)變方向觀察另一個(gè)圖像區(qū)域時(shí)，也不會(huì)發(fā)出任何噪音。而且全景視野降低了攝像機(jī)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(kāi)成類(lèi)似廣角鏡頭拍攝的180°寬屏圖像，那么一臺(tái)安裝在墻面的攝像機(jī)能從其左側(cè)墻面觀察到右側(cè)墻面，實(shí)現(xiàn)整體空間的無(wú)縫觀察。與普通攝像機(jī)相比，整體觀察效果更佳，而所需的攝像機(jī)用量更少。一臺(tái)吸頂安裝的攝像機(jī)以雙分屏模式提供的 2 個(gè)對(duì)稱(chēng)的 180°環(huán)景圖像也可顯示整個(gè)空間。

　　一般來(lái)說(shuō)，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(qiáng)烈。為了達(dá)到水平360度，垂直180度的超大視角，魚(yú)眼鏡頭允許桶形畸變合理存在，除了畫(huà)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(shí)時(shí)的錄像矯正。

　　衡量一款全景攝像機(jī)的關(guān)鍵因素

　　全景攝像機(jī)作為一款全新的概念和產(chǎn)品，每個(gè)廠商的定義和實(shí)現(xiàn)技術(shù)也有所不同，目前還并沒(méi)有一個(gè)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(jī)的監(jiān)控視覺(jué)范圍相對(duì)于普通攝像機(jī)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(mǎn)足一個(gè)場(chǎng)所的全部監(jiān)控，都可以稱(chēng)之為全景攝像機(jī)。從過(guò)去兩年的推廣來(lái)看，就魚(yú)眼攝像機(jī)而言，我們認(rèn)為衡量一款單鏡頭全景攝像機(jī)應(yīng)該有四個(gè)要求。

　　第一個(gè)是魚(yú)眼鏡頭，這個(gè)是基本的，因?yàn)殓R頭的性能優(yōu)劣決定對(duì)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(jī)本身的信息處理量就很大，如果傳感器分辨率不夠高的話(huà)，圖像放大后用戶(hù)就會(huì)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(yú)眼鏡頭產(chǎn)生嚴(yán)重的失真變形，客戶(hù)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(jī)內(nèi)部軟件進(jìn)行矯正外，還可以通過(guò)后端軟件來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)錄制的圖像進(jìn)行靈活旋轉(zhuǎn)觀看。在前端攝像機(jī)內(nèi)部?jī)?nèi)置軟件對(duì)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(pán)存儲(chǔ)壓力，也不至于后端平臺(tái)的軟件處理過(guò)量的數(shù)據(jù)信息;第四，是如何實(shí)現(xiàn)云臺(tái)虛擬的旋轉(zhuǎn)(e-PTZ)，通過(guò)虛擬PTZ可以對(duì)圖像進(jìn)行隨意移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、放大和縮小，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于各個(gè)角落細(xì)節(jié)的圖像監(jiān)看。

　　就目前各個(gè)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(duì)畫(huà)面進(jìn)行隨意旋轉(zhuǎn)，不具備實(shí)用價(jià)值，并不能完整體現(xiàn)全景攝像機(jī)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(wàn)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(guò)于消耗PC服務(wù)器的資源;第三階段： 3百萬(wàn)像素以上，優(yōu)秀的算法和壓縮編碼方式使得用戶(hù)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(jī)最終呈現(xiàn)的監(jiān)控效果，不僅僅只是鏡頭呈現(xiàn)出來(lái)的效果，還取決于傳感器的像素、后端軟件的處理，所以說(shuō)即便是單鏡頭的攝像機(jī)，廠商帶來(lái)的產(chǎn)品從技術(shù)和應(yīng)用上區(qū)別還是很大，這會(huì)直接影響到網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的問(wèn)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(jī)的資源消耗，從而成為一個(gè)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(shí)監(jiān)控十幾路的高清攝像機(jī)，如果加入全景攝像機(jī)，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(jī)的幾倍。有些廠商即便能實(shí)現(xiàn)全景效果，但是在PC服務(wù)器上只能實(shí)現(xiàn)一路或者兩三路全景圖像監(jiān)控，這種應(yīng)用只是實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的，無(wú)法真正投入商用。所以，在監(jiān)控系統(tǒng)中采用全景攝像機(jī)就更加應(yīng)該關(guān)注整體系統(tǒng)的承受能力。

　　為了降低魚(yú)眼圖像帶給后端網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)的巨大壓力，建議在前端實(shí)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(guò)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(jī)帶來(lái)監(jiān)控的全新應(yīng)用

　　真正實(shí)用的高清全景攝像機(jī)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(shì)是：實(shí)現(xiàn)采用更少的攝像機(jī)無(wú)死角地監(jiān)控一定范圍內(nèi)的整個(gè)空間。因此全景攝像機(jī)在大部分場(chǎng)合是適用的，未來(lái)主要的目標(biāo)市場(chǎng)有：連鎖行業(yè)，樓宇監(jiān)控，加油站，銀行，停車(chē)場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)還有大型商場(chǎng)等。

　　但是我們發(fā)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)用戶(hù)對(duì)全景攝像機(jī)還有一定的誤區(qū)，比如用戶(hù)認(rèn)為全景攝像機(jī)可以觀看到一個(gè)房間或者整個(gè)停車(chē)場(chǎng)，便認(rèn)為全景攝像機(jī)是萬(wàn)能的，其實(shí)全景攝像機(jī)是一個(gè)廣角，它的景深和焦距是很小的，全景攝像機(jī)能夠看清人臉的范圍是半徑5米，再遠(yuǎn)的話(huà)看人臉不會(huì)很清楚。全景攝像機(jī)不是萬(wàn)能的，雖然可以代替三個(gè)半球的監(jiān)控范圍，但是它并不會(huì)完全替代普通攝像機(jī)如快球、半球或者槍機(jī)等等。在很多場(chǎng)合，我們建議全景攝像機(jī)和傳統(tǒng)攝像機(jī)結(jié)合在一起使用，普通攝像機(jī)無(wú)法同時(shí)看到整個(gè)場(chǎng)景，全景和傳統(tǒng)的攝像機(jī)并不矛盾。

　　隨著數(shù)字高清視頻監(jiān)控市場(chǎng)的迅速發(fā)展，全景攝像機(jī)這一充分利用和發(fā)揮了數(shù)字高清技術(shù)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品將逐漸成為被大家所接受的產(chǎn)品，預(yù)計(jì)在未來(lái)2-3年內(nèi)，該類(lèi)產(chǎn)品將占有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額。隨著市場(chǎng)對(duì)于數(shù)字高清技術(shù)的認(rèn)識(shí)，市場(chǎng)正在逐漸接受全景攝像機(jī)的理念。對(duì)于實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)的效果等大家還有一定認(rèn)識(shí)上的差距。但是普遍接受的是：真正實(shí)用的全景攝像機(jī)才是最好的全景攝像機(jī)。

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