全景摄像机的分类与技术特性

□ 文/邓朝阳



全景摄像机的分类与技术特性

□ 文/邓朝阳

近年随着高清化、3D视频、VR的概念迅速被人们所熟知，从各大展会的火热程度也可以看出，一场视觉的变革正在如火如荼的发生着。今天我们就来聊一聊在这场革命中，扮演着重要角色的全景摄像机。

任何一种产品的产生都离不开，客户的需求及市场的发展，全景摄像机满足了单点监控实现大范围全景的视角需要，大范围视角获得到的信息量非常大，这也要求得到的图像像素需要非常高，也是早期标清时代全景摄像机得不到广泛使用的重要原因之一，当然早期还受图像拼接及矫正技术的制约。

全景摄像机的绽放得益于人们生活品质的提高，无论是对监控安全的需要，还是航拍、VR等娱乐面的需求，音频已能做到全方位的采集，同时也要求我们的视频信息做到全视角，这样才能真正意义上称得上无盲，而全景摄像机就能够满足我们这样的需求。

全景摄像机分类

目前市面上被称为全景摄像机的种类繁多，但大多没有统一的标准及规范。从产品形态上来区分，我们可以大致的区分为单镜头和由多组镜头组成的全景摄像机，单镜头全景摄像机一般称之为鱼眼摄像机。

鱼眼摄像机

常说鱼眼全景摄像机有四大关键技术：鱼眼镜头、高像素传感器、处理软件和虚拟PTZ。上述四大技术中高像素传感器和虚拟PTZ技术基于近年高清传感器以及数字技术的迅猛发展可以说已经较好地解决了。鱼眼镜头为实现全景范围的超大视角，我们知道视角范围越广画面中因光学原理产生畸变失真越严重，除了画面中心的景物保持不变，其他水平或垂直的所有景物都会发生相应的变化，这不符合正常视觉感受，需要图像矫正技术消除鱼眼镜头畸变

一般来说鱼眼图像失真可分三种：径向失真、非正交失真与中心偏移。径向失真是由于鱼眼镜头径向曲率的不规则引起；非正交失真是由于鱼眼光轴与传感器平面不能完全正交所致；中心偏移是由于鱼眼镜头光轴不可能正好穿过传感器的中心产生的。失真让人难以辨别，不符合人类视觉习惯，所以校正技术显得尤为重要。不同品质的鱼眼镜头其畸变也有着较大的差异，将直接影响着摄像机图像源的效果。

鱼眼镜头所成的像，由于景深曲率的影响，鱼眼镜头成像会形成一个异于人类视觉习惯的圆形图像，其图像边缘的像素点完全被拉伸，如何对圆形图像进行矫正，以及保证鱼眼图像的有效像素不丢失的技术就显得十分关键。具体到每一个厂家其核心算法必然会有所不同，但图像矫正技术的中心思想都是采用一定算法把边缘畸变严重的图形拉伸整合为适合观看的正常比例图像。其所用算法的合理性、编程水平的高低及最终系统资源占用率共同决定了算法的优劣。

深圳景阳科技600w全景鱼眼摄像机采用3D图像校正算法，简单来讲就是将这些鱼眼图像上的每个2D成像平面点逆向映射到3D场景中，再投影构成校正图像的2D平面点，来实现校正。同时采用了安霸高端S2强大的处理芯片，使得复杂的矫正算法得以轻松运行，实现精度高、无失真的图像校正。据悉这款鱼眼摄像机还荣获了2014年度“中国安防十大新锐产品”，足以看出其中精湛的技术。

▲效果展示

多组镜头全景摄像机

多组镜头全景摄像机虽然不存在鱼眼图像变形矫正的问题，但如何保证多镜头拍摄画面的拼接实现无死角、无盲点、自然连贯等就显得非常关键。多镜头全景摄像机一般都由摄像机内置的专用处理软件来校正，之后将图像整合成视频流传到监控后端，现有的技术已经能做到可以比较好地满足全景和四画面的显示需求。需要注意的是为实现360度全景监控时，在安装时要避免正下方出现死角，其要根据不同的监视需求，对每个物理镜头要进行俯仰视角度的精细调节。

全景摄像机技术特点解析

针对现在的全景摄像机技术特点可简略归纳为如下几点：

图像矫正软件被嵌入到摄像机内或是当前技术市场的主流，其更符合用户即插即用的使用习惯，借助PC矫正的产品功能虽会很完美但未必会被用户接受；低照度和宽动态功能已是各种类摄像机的常备功能，包括全景摄像机，其无疑其将大大拓展全景摄像机的使用范围，使回归到常规型摄像机的形态；附加功能丰富，比如支持多码流输出、双向语音、POE供电、内置存储卡、日夜转换、数字降噪、隐私区遮掩、报警输入/出、智能视频分析等功能也都在当前的产品中有所应用。

结束语

全景摄像机作为一种特殊形态的产品，其有专用的应用领域和特色，但是现在技术的发展使其也不被特殊性和专用性所束缚，得其环境适用性更强，在人们生活的方方面面才更能体现出应用价值。

作者单位：深圳市景阳科技股份有限公司