基于鱼眼镜头的全景高清监控摄像机

　　鱼眼镜头技术

　　鱼眼镜头是构建全景视觉最简单有效的方法之一，它的突出特点是一次性可摄入超过180度视角内所有的信息，从而达到无盲区效果。从特性而言，鱼眼镜头是一种超广角的特殊镜头，这种摄影镜头的前镜片直径且呈抛物状向镜头前部凸出，其视觉效果类似于鱼眼观察水面上的景物。它是一种短焦距镜头，一般焦距在F=6-16mm之间，根据光学成像原理，短焦距才能呈现出大视场的监控效果。
 

　　常见的鱼眼镜头有两种，一种是圆形成像，一种是矩形成像。前者可摄的三维角度相比后者要大，目前大多数全景摄像机选用的鱼眼镜头均是第一种，因为其三维视角可达到360度x180度，达到理想的全景视角。虽然视场角提供了无与伦比的享受，但却是以牺牲原有监控画面为前提获得的，鱼眼镜头这种变形的图像一般称之为桶形畸变，这种畸变会随着视场角的扩大而严重，不过，这也是一种合理现象。

　　鱼眼图像较正技术

　　通过鱼眼镜头采集的图像会出现严重的变形失真情况，概括而言，鱼眼图像失真可分为三种：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。不可避免的失真现象会让人难以辨别视频监控图像，也不符合人们正常的视觉习惯，所以鱼眼较正技术变得尤为重要。目前，主要的较正方式有两种：一是需要PC基于软件对鱼眼桶形畸变视频进行修正，另一种是基于监控前端的解决方案。

　　基于PC的软件校正：这种较正技术是早期也是大多数厂家沿用至今的图像修正技术，通过PC上的修正软件对变形的图像进行处理，最后得到一种或多种视角的正常矩形图像，虽然可以改善图像效果，但在实际的监控应用中，要想在PC软件处理图像的同时获得实时视频基本是不可能实现；另外，增加一台PC也就等于增加了系统成本。
 

　　基于监控前端的较正技术：该技术是将鱼眼视频修正算法加入到前端全景摄像机SoC当中或另加一块具备鱼眼修正算法的FPGA编程逻辑芯片，也就相当于在前端摄像机内部加载鱼眼图像处理软件。前端CCD或CMOS透过鱼眼采集到变形图像，经过芯片处理，最后以标准矩形输出并提供经校正的图像，一般可以得到一个360度或两个180度的高分辨率画面或四个90度的标准分辨率画面，也可同时呈现，处理后的画面清晰可辨，也符合人们的观看习惯。这种处理方式可直接往后端传输正常的图像，不仅可以减轻网络带宽压力和磁盘存储压力，也可降低后端平台软件的负荷。

　　高分辨率

　　谈到全景摄像机，离不开“高清”赋予它的另一层意义。高分辨率的图像传感器对于全景摄像机而言是不可或缺，因其本身在视场角得天独厚的优势令其拥有丰富强大的视频信息，所以信息处理量就非常大，如果传感器分辨率不够高的话，图像放大后用户就会看得不够清晰，这样即便是拥有无盲点监控优势却不能够辨别监控物体，不得不让人觉得形同虚设。所以市场上少则200万像素，高则300万像素、500万像素的高清分辨率产品比比皆是，为用户呈现的是一场全景高清的视觉盛宴，也是安防高清时代对于高清摄像机的应用升级

　　虚拟PTZ技术

　　虚拟PTZ是全景摄像机独有的技术特性，该技术使得用户可以查看图像的任何细节部分，相当于在一个详细的地图上我们用放大镜可以找到所需的一切，类似于高速球机的云台控制，但其却无任何机械部件，在很大程度上减少设备功耗与发热，减少器件损耗，延长设备和系统的使用寿命。

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