淺析:多技術(shù)融合鋪平全景攝像機(jī)未來(lái)之路
目前全景攝像機(jī)主要應(yīng)用于室外視野開闊的場(chǎng)所,譬如道路交通、露天廣場(chǎng)、小區(qū)樓宇、港口碼頭等,某些場(chǎng)所監(jiān)控寬度甚至達(dá)到百米以上,在看清全景圖像實(shí)現(xiàn)調(diào)度的同時(shí),不可能也沒(méi)有精力再看清人臉、車輛牌照等細(xì)節(jié)。這些場(chǎng)合只需要在制高點(diǎn)安裝一臺(tái)魚眼攝像機(jī)即可以滿足一個(gè)場(chǎng)所內(nèi)的全景監(jiān)控。隨著全景攝像機(jī)應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)展,市場(chǎng)前景也逐漸廣闊。
全景攝像機(jī)應(yīng)用特點(diǎn)
全景攝像機(jī)發(fā)展至今已有十年有余,而真正的推廣卻是從近兩年才開始的。因其高昂的價(jià)格、復(fù)雜的圖像處理技術(shù)以及圖像校正后的低分辨率等因素的限制,全景攝像機(jī)并沒(méi)能像其他普通攝像機(jī)那樣進(jìn)入大眾的生活,而是主要定位在專業(yè)應(yīng)用市場(chǎng),比如大場(chǎng)景環(huán)境或易于垂直安裝的場(chǎng)合。與傳統(tǒng)的監(jiān)控攝像機(jī)相比,全景攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)包括:
超寬監(jiān)控視角:一枚魚眼鏡頭盡收360度全景,可取代傳統(tǒng)的多支攝像機(jī):用戶只需要一枚專用的魚眼鏡頭便能直接觀看整個(gè)空間,四周的影像一次盡收眼底,完全消滅死角。
降低成本:全景攝像機(jī)的這種360度實(shí)時(shí)全景監(jiān)控能力,使得無(wú)需為涵蓋整個(gè)監(jiān)控區(qū)域而安裝多臺(tái)攝像機(jī),因而節(jié)省了攝像機(jī)硬件投資。監(jiān)控?cái)z像機(jī)路數(shù)大大減少,可以節(jié)省配套設(shè)備,如鏡頭、防護(hù)罩、布線、電源、錄像、顯示等相應(yīng)配件和設(shè)備的成本,還可降低施工布線難度,節(jié)省安裝時(shí)間、人工費(fèi)用以及后續(xù)維護(hù)費(fèi)用。
虛擬PTZ技術(shù):采用虛擬PTZ技術(shù),可以放大或移動(dòng)監(jiān)控視野內(nèi)的圖像區(qū)域,當(dāng)轉(zhuǎn)變方向觀察另一個(gè)圖像區(qū)域時(shí),不會(huì)發(fā)出任何噪音,隱秘且不易察覺(jué)。由于沒(méi)有機(jī)械移動(dòng)部件,不需要時(shí)刻的進(jìn)行機(jī)械化運(yùn)轉(zhuǎn),全景攝像機(jī)不會(huì)發(fā)生任何磨損,產(chǎn)品結(jié)實(shí)耐用,使用壽命大大延長(zhǎng)。全景環(huán)視的圖像失真矯正可對(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。
市場(chǎng)前景廣闊
全景攝像機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于能以最少的裝機(jī)量,達(dá)到最有效率的監(jiān)控效果,即能減少護(hù)罩、布線與人員的施工費(fèi)用等,能降低監(jiān)控工程成本。但其畢竟發(fā)展時(shí)間短(五年),有不可忽視的劣勢(shì),如攝像機(jī)的單價(jià)偏高、監(jiān)控距離尚未突破,以及圖像存儲(chǔ)、還原等問(wèn)題,都急需調(diào)整和改進(jìn)。
目前,市場(chǎng)對(duì)于全景攝像機(jī)的認(rèn)知度還不是很高,更多的是廠家的宣廣和引導(dǎo)工作。其實(shí)業(yè)界對(duì)于全景攝像機(jī)的技術(shù)并沒(méi)有太多的爭(zhēng)議或質(zhì)疑,并且個(gè)人認(rèn)為,對(duì)于全景攝像機(jī)的定義也沒(méi)有必要進(jìn)行過(guò)多的辯論,關(guān)鍵是要看產(chǎn)品能否滿足客戶的需要,是否解決使用者的具體問(wèn)題。越來(lái)越多的客戶會(huì)要求“看得更多、看得更清”,所以全景攝像機(jī)必然有著很大的市場(chǎng)。
全景攝像機(jī)四大關(guān)鍵技術(shù)
第一,鏡頭優(yōu)劣會(huì)大幅度影響監(jiān)控圖像的質(zhì)量;好的鏡頭可達(dá)到高清、百萬(wàn)像素以上,而幀速(每秒鐘動(dòng)畫傳輸?shù)乃俣?越高,也越能看清楚監(jiān)控目標(biāo)的移動(dòng)過(guò)程與細(xì)節(jié)動(dòng)作。
第二,一款性能良好的全景攝像機(jī),必然有高分辨率的圖像傳感器。由于全景攝像機(jī)的監(jiān)控范圍寬廣,圖像傳感器的信息量必然十分龐大,不像一般的攝像機(jī)只需處理監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中一部分的畫面。因此,圖像傳感器的分辨率高低與否,也是影響監(jiān)控成像放大后,圖片清不清晰的關(guān)鍵。
第三,使用魚眼鏡頭的全景攝像機(jī),其成像原理與普通攝像機(jī)不一樣,圖像邊緣往往會(huì)形成一個(gè)凸出、變形的畫面,所以要比普通攝像機(jī)更容易使圖像扭曲或失真,影響成像質(zhì)量。所以如何矯正、還原圖像,看清圖像中的監(jiān)控物體,就是全景攝像機(jī)最重要的問(wèn)題。
理論上,有兩種方式能矯正魚眼鏡頭成像失真的問(wèn)題,一種是由后端平臺(tái)進(jìn)行信息處理、還原成像;另一種則是在攝像機(jī)內(nèi)置軟件直接矯正,然后再傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)后端。一般而言,比較推薦使用后者解決魚眼鏡頭失真的問(wèn)題,這樣一來(lái),可以舒緩網(wǎng)絡(luò)傳輸寬帶和后端存儲(chǔ)的壓力,提高了監(jiān)控運(yùn)行的效率。
第四,可以使用虛擬PTZ對(duì)存儲(chǔ)的圖像做放大、縮小等細(xì)節(jié)觀察。PTZ在安防監(jiān)控領(lǐng)域是控制云臺(tái)上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)與鏡頭變聚焦,用于自動(dòng)或手動(dòng)追蹤鎖定的目標(biāo),在監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)一路跟拍追蹤目標(biāo)。而全景攝像機(jī)所采用的虛擬PTZ,應(yīng)用概念類似云臺(tái)的追蹤效果,只是不必象真實(shí)的云臺(tái)那樣進(jìn)行實(shí)際的機(jī)械化轉(zhuǎn)動(dòng),而是通過(guò)縮放圖像來(lái)達(dá)到類似的效果,因而能大幅遞增監(jiān)控系統(tǒng)的使用壽命,使得監(jiān)控人員在操作上更容易上手,也能降低維護(hù)費(fèi)用。
未來(lái)發(fā)展走向多技術(shù)融合
VMS支持:全景攝像機(jī)的圖像處理需要VMS(視頻管理軟件)的支持,但由于目前的魚眼展開算法都是廠家私有的,導(dǎo)致VMS支持范圍非常有限。如何將魚眼展開算法實(shí)現(xiàn)互通共享,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口,是未來(lái)設(shè)備廠家和集成商需要共同努力的方向。
分辨率:全景攝像機(jī)相對(duì)于普通攝像機(jī)而言一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)在于其超大的監(jiān)控范圍,然而從分辨率密度上來(lái)考慮,同樣的像素的攝像機(jī)在監(jiān)控更大的區(qū)域時(shí)會(huì)導(dǎo)致像素的分散和退化。這是由于監(jiān)控范圍很大,在與傳統(tǒng)監(jiān)控鏡頭共用大小相同的成像芯片上,就需要接收數(shù)倍的圖像信息,這就造成畫面分辨率的下降,因此只有在對(duì)監(jiān)控圖像畫面質(zhì)量要求不太高或使用高分辨率成像器件時(shí)才能使用。這就解釋了為什么300萬(wàn)像素的全景攝像機(jī)畫面質(zhì)量看上去像CIF分辨率。所以對(duì)于全景攝像機(jī)而言,提高畫面分辨率是未來(lái)一項(xiàng)重要的研究課題。
低照度:全景攝像機(jī)大多數(shù)都沒(méi)有ICR(機(jī)械式紅外濾色片),導(dǎo)致其低照度效果很難令人滿意。因?yàn)樵谝院蟮陌l(fā)展中會(huì)更多關(guān)注全景攝像機(jī)的夜間效果,譬如采用ICR紅外補(bǔ)光或者提升感光器的感光性能來(lái)提升低照度效果。
寬動(dòng)態(tài):以魚眼攝像機(jī)為例,其采用具有360度超大視角的魚眼鏡頭監(jiān)控整個(gè)場(chǎng)景,如此大范圍的監(jiān)控勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致全景攝像機(jī)在白平衡以及曝光等方面的處理困難。正是由于這點(diǎn),限制了全景攝像機(jī)在室內(nèi)的應(yīng)用。解決好全景攝像機(jī)的寬動(dòng)態(tài)效果,能夠推動(dòng)未來(lái)全景攝像機(jī)在室內(nèi)環(huán)境的應(yīng)用。
智能:如何解放安防的人力一致是智能分析的發(fā)展方向,特別是在全景攝像機(jī)的無(wú)死角監(jiān)控的條件下實(shí)現(xiàn)智能分析一定能夠帶來(lái)更好的安防應(yīng)用。
關(guān)于全景攝像機(jī):
全景攝像機(jī),顧名思義,是能對(duì)一個(gè)較大場(chǎng)景進(jìn)行全局監(jiān)控、全程監(jiān)視與全角度拍攝的攝像產(chǎn)品。從第一款產(chǎn)品正式推出市場(chǎng)至今,已發(fā)展了大約5年多時(shí)間。一般而言有兩種方式可達(dá)到全景效果,一是采用魚眼鏡頭(大廣角鏡頭);二是一臺(tái)攝像機(jī)中采用多個(gè)鏡頭拼接來(lái)實(shí)現(xiàn)。
不論使用何種方式,所謂的全局監(jiān)控,即攝像機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下(無(wú)需云臺(tái)輔助轉(zhuǎn)動(dòng)),就可以進(jìn)行180度(安裝在墻上)或360度(安裝在天花板上)的監(jiān)控。
監(jiān)視時(shí),攝像機(jī)無(wú)須切換畫面,就能實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)較大場(chǎng)景的無(wú)間斷拍攝,解決普通攝像機(jī)多方位監(jiān)控時(shí)畫面不連貫的問(wèn)題,也令監(jiān)控人員的作業(yè)更加方便。而且全景攝像機(jī)具有最高可達(dá)360度的拍攝角度,能全面捕捉場(chǎng)景,避免死角產(chǎn)生,因而在某些項(xiàng)目中,其一臺(tái)可替代多臺(tái)普通監(jiān)控?cái)z像機(jī)的效果,并順利達(dá)到耗電量低、布線簡(jiǎn)單、隱密性高與施工維護(hù)費(fèi)用低廉等目的。
評(píng)論