主頁（http://www.130131.com）：360度全景攝像技術(shù)應(yīng)用淺析 【中國(guó)集群通信網(wǎng)】以往我們?cè)讵M小空間試圖構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，無外乎會(huì)采用幾種方案：短焦距鏡頭攝像機(jī)、調(diào)整安裝位置、或多攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)對(duì)射等。但以上幾種方式都存在著不同的應(yīng)用缺陷;選擇短焦距鏡頭攝像機(jī)時(shí)，水平可視范圍小于80度(廣角也超不過90度)，因而監(jiān)控范圍較小;調(diào)整安裝位置，往往受到客觀環(huán)境的制約而影響穩(wěn)定安裝(例如一面是玻璃、一面是門、頂上有電線或無法承重的裝飾吊頂?shù)鹊?;選擇多攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)對(duì)射，不僅增加了設(shè)備投入的成本，也使得施工變得更加繁瑣。 所以，通常只有在必須的情況下，我們才費(fèi)盡周折地試圖在狹小空間安裝視頻監(jiān)控設(shè)備。就當(dāng)人們開始將要習(xí)慣忍受這樣的架設(shè)行為時(shí)(固有的需求矛盾所制)，悄然產(chǎn)生一種新生力量---- 360度全景攝像。 一 技術(shù)簡(jiǎn)介 顧名思義，360度全景攝像就是一次性收錄前后左右的所有圖像信息，沒有后期合成，更沒有多鏡頭拼接。其原理依據(jù)仿生學(xué)(魚眼構(gòu)造如圖1)采用物理光學(xué)的球面鏡透射加反射原理一次性將水平360度，垂直180度的信息成像(如圖2)，再采用硬件自帶的軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以人眼習(xí)慣的方式呈現(xiàn)出畫面。
圖1 魚眼結(jié)構(gòu)
圖2 魚眼鏡頭的硬件示意圖 魚眼鏡頭是一種超廣角的特殊鏡頭，其視覺效果類似于魚眼觀察水面上的景物。魚的眼睛類似人眼構(gòu)造，但是相對(duì)于扁圓形的人眼水晶體，魚眼水晶體是圓球形，雖然只能看到比較近的物體，但卻擁有更大的視角。
圖3 折射原理圖 圖3中，人眼看水中實(shí)物，由于實(shí)物反射的光線在水中發(fā)生折射，使人誤以為物體處于虛像的位置(例如水中筷子彎曲現(xiàn)象)。根據(jù)折射原理，光從空氣斜射入水等介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角;光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。也可以概括為，光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化。魚眼鏡頭就是利用折射原理，本著擁有更大的球面弧度(類似魚眼的球形水晶體)，成像平面離透鏡更近(魚眼的水晶體到視網(wǎng)膜距離很近)的設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行開發(fā)制造的。 一般來說，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，魚眼鏡頭允許桶形畸變合理存在，除了畫面中心的景物保持不變，其他本應(yīng)水平或垂直的景物都發(fā)生了相應(yīng)的變化。為了把畸變后的圖象轉(zhuǎn)化為適合于人眼觀看的正常圖像，需要通過軟件對(duì)圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，并進(jìn)行圖像修正等處理。 圖4是以日本FXC魚眼鏡頭為例，簡(jiǎn)要介紹360攝像頭軟件處理的基本流程：
360度全景圖片 截取部分信息 轉(zhuǎn)換坐標(biāo)并做圖像增強(qiáng)處理 圖4軟件處理流程 圖5是日本FXC360全景處理處理系統(tǒng)中，圓形圖像轉(zhuǎn)換為平面圖像所用到的原理與方程式。在PC端軟件或者嵌入式處理系統(tǒng)中通過計(jì)算處理，呈現(xiàn)出人眼所習(xí)慣的平面圖像。
圖5 軟件處理所用方程式 二 360度攝像頭的產(chǎn)品特點(diǎn) 1，壓倒性的寬角度攝像 水平360度，垂直180度全景攝像，顛覆了以往廣角攝像機(jī)的概念。對(duì)360度產(chǎn)品來說， 視頻監(jiān)控已經(jīng)無死角。
圖6 一般攝像頭取景角度
圖7 360度攝像頭取景角度 2，球面圖像可轉(zhuǎn)化為正常的平面視圖 魚眼攝像頭所取景的圖像，經(jīng)過攝像機(jī)內(nèi)部軟件的修正，圖面展開等處理，可轉(zhuǎn)化為適合人眼的正常平面視圖。
圖8 平面展開實(shí)景圖 3，降低成本。 相比采用傳統(tǒng)攝像機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用全方位取景的360度攝像頭，可以有效降低攝像頭數(shù)量，并縮減在多輸入硬盤錄像機(jī)方面的投入，還可降低施工布線難度，并節(jié)省后續(xù)維護(hù)費(fèi)用。 4，可接入已有的視頻監(jiān)視系統(tǒng) 360度攝像頭，可以無縫接入已有的模擬監(jiān)控系統(tǒng)，擴(kuò)展性較好。用銅軸電纜與普通的硬盤錄像機(jī)接續(xù)，即可實(shí)現(xiàn)360度全景監(jiān)控。 三 應(yīng)用案例 360度全景攝像可以廣泛應(yīng)用于樓宇大廳，出入口，電梯，會(huì)議室，飲食店，停車場(chǎng)，工廠廠房多鐘場(chǎng)合。下面是采用360度全景攝像設(shè)備實(shí)現(xiàn)的某監(jiān)控實(shí)例。 在狹小的公交車車廂內(nèi)的應(yīng)用(如圖9，圖10所示)。該案例采用日本FXC的360全景攝像頭，安裝于車廂中部，僅用一臺(tái)設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)無死角全景視頻監(jiān)控。若采用傳統(tǒng)的攝像機(jī)監(jiān)控，一節(jié)車廂大約要4臺(tái)設(shè)備才能覆蓋全部范圍，在狹小的空間內(nèi)，破壞美感，容易引起乘客不快。
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