动物眼睛看世界 鱼眼180°全景监控视觉

2012-11-07 14:55:02来源: 中关村在线

    人类的眼睛就是一台高速摄像机,每天记录着不同人的生活状态。但是你是否了解动物眼中的世界呢?你是否知道马看不到两眼中间区域、鸟至少可以看到5种光谱带、猫和狗的夜视能力最好、蛇依靠着红外线感知。其实,动物的眼睛可以看到许多我们看不到、看不全的东西。今天请您跟我一起体验一次鱼眼视觉盛宴。

    透过"鱼眼"看世界

    鱼用眼睛看世界,世界的形状发生了变化。我们怎么透过鱼眼来看到世界呢?答案就是鱼眼镜头。鱼眼镜头是一种超短焦镜头,可视角度在220°~230°左右,为了抓拍到全景效果,所拍摄物体发生了合理性的桶形畸变。在摄影领域,这种畸变给人以视觉冲击;在视频监控领域中,这种畸变能够达到监控无死角的效果。

动物眼睛看世界 鱼眼180°全景监控视觉  

    鱼眼全景监控也高清

    对于全景摄像机来说,分辨率仍然是衡量设备先决条件。高质量的成像与传感器、图像编解码、元器件等有关联。为了能够实现更清晰的景象,高清图像采用大尺寸(1/2英寸)CMOS传感器;ISP的处理、编码以及与网络相应的配合都很重要,并且在相应的结构和元器件工艺上更要精益求精。   

    鱼眼全景抓拍出的图像一定是发生畸变的,那么对于图像还原算法尤为突出。为了保证让展开的图像不失真、不是比例,图像矫正还需要从镜头开始选择。通过镜头的曲率特征分析、光学折射线路分析,再结合透光亮分析,以达到大景深、高分辨率的图像。除了中心图像清洗外,一张图像的周边图像更要做到高清解析。

    鱼眼全景摄像机适用于广场、车站等视野范围较为开阔的地方,为了能够达到更要的图像效果,主流鱼眼监控设备采用数字网络化传输,尽管一台设备的价格较高,但是特殊的视角范围其实更节省了监控布点的难题。   

    全景摄像机鱼眼仅是其中之一

    话题回归到全景摄像机中,其实鱼眼全景监控只是其中的一种。在单镜头摄像机中,鱼眼摄像机通过内部图像处理技术,将一张发生畸变的图像还原成人眼能够接受和看得清的方式;其次,云台全方位控制PTZ球机加鱼眼镜头也是大型工程热捧的产品,在结合全景取景的同时又实现了云台控制,二合一的方式何乐而不为呢?最后说一说双镜头全景摄像机,这是一种通过图像拼接实现的全景监控,神奇之处就在于它的"无缝拼接"。    

    尽管全景摄像机种类较复杂,但是鱼眼在全景圈里可谓是明星产品。除了视频监控领域外,喜欢摄影的朋友也一定知道全景镜头的带来的震撼效果,这是非同于超广角另一种视觉盛宴。    

    既然鱼眼全景摄像机能够抓拍到普通摄像机的"盲区",那么同样为全景摄像机的单镜鱼眼设备和双镜摄像机在成像效果上又有哪些不同呢?我们继续往下看。

    图像处理与图像拼接较劲

    同样是500万高清设备,无论是单张成像还是拼接而成的图像,在图像分辨率上并没有太大的差异,毕竟管理员能够看清楚就行。但是如果把两张图像对比来看,鱼眼图像的成像不免让人有些头晕,这种视觉冲击的确不是一般场合可以应用的,当然还需要后续图像处理将它尽可能还原成舒适的视觉效果。    

    通过上图可以看出,一张鱼眼监控的抓拍图能够还原成三张正常的图片,如果单以图片来说,一部鱼眼全景摄像机能够完成超过3部摄像头的工作,插一句说,如果一部全景摄像机的价格能够控制在3倍以内,从理论上来说还是十分划算的。    

    双镜头的图像尽管也发生了畸变,但是并不需要后期很精准的比例还原法,当然双镜头抓拍的图像需要准确的图像拼接。总而言之,全景摄像机无论在单张图像处理还是在多张图像拼接上都要下足功夫。既然是全景,自然要给大家一个清晰又全面的图像。

    单镜头机与双镜头全景摄像机的好处在于管理员不需要频繁地通过云台操控设备。如果可视角度和抓拍范围均在合理的情景中,只要是在摄像机所示范围内都可以实现高清晰的抓拍。下图就说了两款设备工作抓拍方式不同之处。

    单镜头通过鱼眼镜头的特殊超广角取景,而双镜头是通过镜头图像互补,实现全景抓拍,可视角度如图所示。    

    双镜头"拼接图"全景监控图像

    鱼眼全景摄像机与普通的监控摄像机一样,它也需要处理宽动态、低照度、智能分析的难题。为了让监控设备全面发展,在摄像机中加装ICR滤光片实现夜视"补光"的作用;加强全景摄像机白平衡及图像曝光处理技术;在这通过远程控制软件实现智能报警…

    动物眼睛看世界,不知道鱼眼的效果能否让你满意。其实在安防领域很多技术都是通过动物视觉"移植"过来的,正如笔者在文章开头所介绍的,狗的眼睛夜视效果很好,蛇是通过红外热量感应移动目标,神奇之处让你难以分辨。

    在后续的内容中,笔者还会为大家一一呈现如何用动物眼睛“看”世界,从夜视监控红外感应,在安防领域中,除了视频监控,相信还有更多的内容值得挖掘。

 

关键字:监控

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2012/1107/article_4988.html
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