重慶監(jiān)控：全景魚(yú)眼監(jiān)控?cái)z像機(jī)圖像矯正核心算法核心圖像處理算法，直接影響系統(tǒng)資源占有率，直接影響碼流、帶寬和存儲(chǔ)。核心算法的好壞直接影像圖像邊緣彎曲的矯正，場(chǎng)景的分割，虛擬PTZ、轉(zhuǎn)動(dòng)、放大，這些都是由核心算法帶動(dòng)的。

　　常說(shuō)魚(yú)眼鏡頭全景攝像機(jī)有四大關(guān)鍵技術(shù)：魚(yú)眼鏡頭、高像素傳感器、處理軟件和虛擬PTZ。筆者認(rèn)為上述四大技術(shù)中高像素傳感器和虛擬PTZ技術(shù)基于近年高清傳感器以及數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展可以說(shuō)已經(jīng)較好地解決了，而現(xiàn)在最具爭(zhēng)議的乃是魚(yú)眼鏡頭和處理軟件。至于多路視頻全景攝像機(jī)可以避免魚(yú)眼鏡頭圖像失真的缺點(diǎn)，但是或多或少也會(huì)存在融合邊緣效果不真實(shí)、角度有偏差或分割融合后有"附加"感的缺撼。

　　魚(yú)眼鏡頭所成的像，由于景深曲率的影響，圖像的畸變十分嚴(yán)重，不符合正常視覺(jué)感受。故需要圖像矯正技術(shù)消除魚(yú)眼鏡頭畸變。圖像矯正技術(shù)的思路并不復(fù)雜，一般是從原始餅圖拉出一個(gè)單獨(dú)扇形，再根據(jù)比例及透視等原理進(jìn)行一定變形及校正處理，拼合這些分別處理好的扇形圖像便可得到符合監(jiān)控需求的圖像。對(duì)于需求不高的產(chǎn)品，可直接對(duì)圓形餅圖進(jìn)行簡(jiǎn)單四角拉伸，也能取得適合人眼觀看的圖像效果。

　　雖然具體到每一個(gè)廠家其核心算法必然會(huì)有所不同，但圖像矯正技術(shù)的中心思想都是采用一定算法把邊緣畸變嚴(yán)重的圖形拉伸整合為適合觀看的正常比例圖像。其中所用算法的合理性、編程水平的高低及最終系統(tǒng)資源占用率共同決定了此算法的優(yōu)劣。至于虛擬PTZ，其實(shí)就是在圖像內(nèi)部進(jìn)行像素抓取，以實(shí)現(xiàn)放大與旋轉(zhuǎn)等功能，對(duì)比校正算法它主要的困難不是如何取得更為優(yōu)秀的圖片效果，而是如何更好地同時(shí)整合到前端固件與后端軟件上，實(shí)現(xiàn)對(duì)事實(shí)與事后錄像的雙向虛擬控制。

　　針對(duì)魚(yú)眼鏡頭全景攝像機(jī)，其魚(yú)眼鏡頭是一種超廣角的特殊鏡頭，這種鏡頭的前鏡片呈拋物狀向鏡頭前部凸出，是一種焦距在6-16mm之間的短焦距鏡頭，據(jù)光學(xué)成像原理，短焦距鏡頭才能呈現(xiàn)出大視場(chǎng)的監(jiān)控效果，其三維視角可達(dá)到全景視角，但是其是以犧牲監(jiān)控畫(huà)面的真實(shí)感為前提，并且?guī)?lái)了被稱(chēng)之為"桶形畸變"的視覺(jué)上的嚴(yán)重變形，這種畸變會(huì)隨著視場(chǎng)角的增大而趨嚴(yán)重，從而使得圖像嚴(yán)重失真。

　　一般來(lái)說(shuō)魚(yú)眼圖像失真可分三種：徑向失真、非正交失真與中心偏移。徑向失真是由于魚(yú)眼鏡頭徑向曲率的不規(guī)則引起;非正交失真是由于魚(yú)眼光軸與傳感器平面不能完全正交所致;中心偏移是由于魚(yú)眼鏡頭光軸不可能正好穿過(guò)傳感器的中心產(chǎn)生的。失真讓人難以辨別，不符合人類(lèi)視覺(jué)習(xí)慣，所以校正技術(shù)顯得尤為重要。

　　但是，也不可否認(rèn)不同品質(zhì)的魚(yú)眼鏡頭其畸變還是有著較大的差異，所以說(shuō)全景攝像機(jī)魚(yú)眼鏡頭的選擇將非常重要，其將直接影響著攝像機(jī)圖像源的效果。

　　魚(yú)眼鏡頭全景攝像機(jī)因采用的鏡頭和圖像傳感器與普通鏡頭的矩形傳感器有著本質(zhì)上的差異，因此其成像原理也不很相同，魚(yú)眼鏡頭成像會(huì)形成一個(gè)異于人類(lèi)視覺(jué)習(xí)慣的圓形圖像，其圖像邊緣的像素點(diǎn)完全被拉伸，因此如何對(duì)圓形圖像進(jìn)行矯正，以及保證魚(yú)眼圖像的有效像素不丟失就是十分關(guān)鍵的技術(shù)，這不是一般廠商解決得了的。由此，對(duì)全景攝像機(jī)從鏡頭選型開(kāi)始，就需要通過(guò)對(duì)鏡頭的曲率特征、光學(xué)折射線路以及結(jié)合透光亮度進(jìn)行綜合分析，由此才能取得一個(gè)比較好的圖像源，以達(dá)到大景深、高分辨率，且畫(huà)面周邊和中心的解像力均衡的圖像效果。其關(guān)鍵點(diǎn)是，除了嚴(yán)格篩選以確保鏡頭的高品質(zhì)的同時(shí)，對(duì)于魚(yú)眼展開(kāi)算法需要做長(zhǎng)期、深入的研究，而各全景攝像機(jī)廠商基于自身不同的技術(shù)源點(diǎn)考慮，采用的圖像矯正技術(shù)也都不盡相同，其將直接地影響著圖像矯正后的視覺(jué)效果。

　　現(xiàn)在業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品，針對(duì)魚(yú)眼圖像矯正，有兩種處理方式，一種是前端攝像機(jī)內(nèi)置軟件處理，另外一種是后端PC機(jī)軟件處理，其都是對(duì)圖像邊緣像素和水平展開(kāi)進(jìn)行矯正，圖像矯正的關(guān)鍵在于圖像邊緣像素的還原完整度如何。前種方法節(jié)省了后端和網(wǎng)絡(luò)資源，避免了帶寬和存儲(chǔ)的壓力，即在前端就完成了對(duì)圖像進(jìn)行矯正處理壓縮，最終將一個(gè)水平展開(kāi)的圖像傳輸?shù)胶蠖似脚_(tái)，使用者可根據(jù)需求選擇全景畫(huà)面或四畫(huà)面顯示，圖像很具實(shí)時(shí)性。

　　而后一種將圖像矯正做到后端PC機(jī)上，其優(yōu)勢(shì)是借助PC硬件快速的處理能力和軟件的完備性，其能很完美地實(shí)現(xiàn)全景圖像展開(kāi)和四畫(huà)面顯示，從處理能力來(lái)說(shuō)無(wú)疑后端PC機(jī)更具突出表現(xiàn)，效果或更要好一些，但也缺實(shí)時(shí)性。現(xiàn)在的魚(yú)眼攝像機(jī)圖像矯正技術(shù)雖也會(huì)有像素遺失，但總體都可以保證圖像的有效像素，都能滿足正常的監(jiān)控需求。

　　對(duì)于多鏡頭全景攝像機(jī)雖然不存在魚(yú)眼圖像變形矯正的問(wèn)題，但如何保證多鏡頭拍攝畫(huà)面的拼接實(shí)現(xiàn)無(wú)死角、無(wú)盲點(diǎn)、自然連貫也仍有可關(guān)注點(diǎn)。多鏡頭全景攝像機(jī)一般都由攝像機(jī)內(nèi)置的專(zhuān)用處理軟件來(lái)校正，之后將圖像整合成視頻流傳到監(jiān)控后端，現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)能做到可以比較好地滿足全景和四畫(huà)面的顯示需求。需要注意的是為實(shí)現(xiàn)360度全景監(jiān)控時(shí)，在安裝時(shí)要避免正下方出現(xiàn)死角，其要根據(jù)不同的監(jiān)視需求，對(duì)每個(gè)物理鏡頭要進(jìn)行俯仰視角度的精細(xì)調(diào)節(jié)。

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