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鱼眼摄像机浅析

鱼眼摄像机主要依靠鱼眼镜头实现大范围监控,其最大的特点就是形成的图像为一个圆形画面,能实现 180°全向无死角监控覆盖,以便对全局事态一目了然。
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  全景摄像机,顾名思义,是可以实现大范围覆盖的监控摄像机,根据结构不同,可以分成单镜头鱼眼摄像机和多镜头拼接摄像机。多镜头拼接摄像机由于需要考虑多个镜头之间的视场夹角、安装位置等因素,而且普遍价格更加昂贵,在项目中很少采用,所以鱼眼摄像机自然成了全景摄像机的代表。

  鱼眼摄像机优劣势分析

  鱼眼摄像机主要依靠鱼眼镜头实现大范围监控,其最大的特点就是形成的图像成一个圆形,能实现 180°全向无死角覆盖,以便对全局事态一目了然。而普通的监控摄像机若要实现180°全向监控,至少需要两个摄像机背靠背安装,除非特意调整视角,否则在摄像机安装正下方都存在监控盲区,摄像机焦距越大,盲区就越大;此外,当运动物体从一个摄像机的视野移动到另一个摄像机视野内时,很难形成完整的图像关联,容易造成视觉错乱。这是鱼眼摄像机相较于普通摄像机的两大优势。

  既然鱼眼摄像机相较于普通摄像机存在优势,为什么一直以来在市场中却不温不火呢?

  其实鱼眼摄像机的应用一直以来都停留在全景监控上,而在对细节的捕捉上却无法满足人们的期望。由于鱼眼镜头都是超短焦镜头,所以通过鱼眼镜头所形成的画面,虽然视野范围足够大,但物体在画面中的比例会非常小,细节自然不够丰富;此外,通过鱼眼镜头形成的圆形视角并不符合人眼观看习惯,而且周边画面畸变严重,细节损失自然很大。

  鱼眼摄像机发展趋势

  直到近几年,随着畸变矫正技术趋于成熟和EPTZ技术的运用,鱼眼摄像机对细节的呈现开始符合人们的预期,画面实用性提升,才又逐渐进入大众的视野。所谓畸变矫正,是通过算法把圆形画面周边失真的图像尽量恢复到正常显示效果;而EPTZ功能,则能对图像进行放大和移动,达到类似云台操作的效果,方便对一些细节进行查看。

  那么除了畸变校正和EPTZ,是否还有其他方式能提高其画面的实用性呢?答案当然是肯定的。

  第一个方法是提高整体画面的分辨率。全景图像中,越是周边的画面,相同数量的像素点所承载的监控范围就越广、所需展现的内容就越多,所以越高分辨率的鱼眼摄像机,就能用更多的像素点去展现相同的场景,自然就能有效提高画面中的细节呈现,配合EPTZ功能越发能提高画面的实用性。目前市面上的鱼眼摄像机分辨率主要集中在300万到500万之间,随着4K超高清摄像机进入人们的视野,超高清鱼眼摄像机的出现也是必然。

  但提高分辨率不只是简单的提升Sensor和镜头,ISP的处理、编码、网络都是需要整体考虑的,并且在相应的结构、工艺要求上,高分辨率鱼眼摄像机要比普通鱼眼摄像机严格数倍。

  第二个方法是鱼眼配合球机实现鱼球联动。鱼球联动是枪球联动的升级版,通过鱼眼摄像机监控全局,一旦发现可疑目标时联动球机对目标进行放大。相较于枪球联动,鱼球联动的全局监控范围更大;相较于鱼眼摄像机自身的EPTZ,球机放大的效果更清晰。

  由于鱼眼摄像机形成的全局画面有严重畸变,所以必须提供比枪球联动更准确的联动算法,才能确保在鱼眼畸变区域联动球机时,球机画面能准确对准用户关心的细节。

  监控的价值落地于实用性上,再花哨的功能如果实用性差就不会被用户认可,所以这两个提高画面实用性的方法会是新一代鱼眼摄像机的着力点。
 

文/陈乾 宇视IPC高级产品经理 责任编辑/付留芳

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