全景攝像機現狀及未來(lái)發(fā)展趨勢

　　網(wǎng)絡(luò )攝像機發(fā)展至今，已經(jīng)基本滿(mǎn)足了“高清”、“日夜監控”、“遠距離監控”的需求，但是隨著(zhù)細分市場(chǎng)的發(fā)展，超廣角攝像機需求逐漸凸顯出來(lái)。主要應用在會(huì )議室、辦公室、大廳/大堂、商場(chǎng)、倉庫、車(chē)間等大面積開(kāi)闊的區域，解決原來(lái)通過(guò)用幾只攝像頭覆蓋一個(gè)區域，或用快球來(lái)回巡航掃描實(shí)現場(chǎng)景覆蓋的問(wèn)題，實(shí)現無(wú)死角監控。由此，全景攝像機應運而生，本文主要討論全景攝像機的應用與發(fā)展。

　　全景攝像機分類(lèi)

　　目前業(yè)內對全景攝像機還沒(méi)有一個(gè)很明確的定義，對于能看得更廣、角度更大的攝像機，大家都稱(chēng)之為全景攝像機。狹義的全景攝像機是指能否實(shí)現360°監控的攝像機。

　　目前全景攝像機的產(chǎn)品形態(tài)包括多鏡頭式、單魚(yú)眼鏡頭式、混合式三種。

　　單魚(yú)眼鏡頭式：采用槍型攝像機或半球型攝像機加魚(yú)眼鏡頭的形式，這也是實(shí)現全景監控的一種最簡(jiǎn)單且最經(jīng)濟的方式，此種方式的關(guān)鍵點(diǎn)在于攝像機本身具有對魚(yú)眼“畸變”的矯正能力，或者可以結合特殊的處理軟件校正經(jīng)過(guò)魚(yú)眼鏡頭變形后的圖像。

　　多鏡頭式：采用多鏡頭多角度監控后拼接圖像實(shí)現360度的監控，這種方式實(shí)現技術(shù)十分復雜，成本比較高，但卻少了魚(yú)眼全景攝像機帶來(lái)的魚(yú)眼畸變的困擾。

　　混合式：采用PTZ球機加魚(yú)眼鏡頭的形式，這種方式較為少見(jiàn)，攝像機在轉動(dòng)時(shí)可當作球機使用，當球機鏡頭和魚(yú)眼鏡頭重合時(shí)，可當作全景攝像機使用。

　　關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

　　第一，鏡頭優(yōu)劣會(huì )大幅度影響監控圖像的質(zhì)量，目前嚴格意義上的全景攝像機鏡頭焦距基本在1.9mm左右，視角范圍能達到180°，有效像素能夠達到1200萬(wàn)像素或者更高，解像力要比傳統攝像機高很多。而普通的超廣角鏡頭(視角范圍130°左右)中間視野范圍與全景攝像機差距不大，但是邊緣清晰度以及有效監控距離卻相差很遠。

　　第二，圖像傳感器的選擇影響監控圖像的效果。由于全景攝像機的監控范圍寬廣，場(chǎng)景較單一監控場(chǎng)景很復雜，圖像傳感器的信息量必然十分龐大，圖像傳感器的分辨率高低、感光度強弱都在很大程度上影響圖像效果。與此同時(shí)，不同規格的傳感器寬動(dòng)態(tài)效果也不盡相同，這也是衡量全景攝像機好壞的一個(gè)重要指標。

　　第三，使用魚(yú)眼鏡頭的全景攝像機，其成像原理與普通攝像機不一樣，圖像邊緣往往會(huì )形成一個(gè)凸出、變形的畫(huà)面，所以要比普通攝像機更容易使圖像扭曲或失真，影響成像質(zhì)量。所以如何矯正、還原圖像，看清圖像中的監控物體，就是全景攝像機最重要的問(wèn)題。目前，有兩種技術(shù)能夠矯正畸變：一種是由后端平臺進(jìn)行信息處理、還原成像;另一種則是在攝像機內置軟件直接矯正，然后再傳輸到監測后端。

　　第四，可以使用虛擬PTZ對存儲的圖像做放大、縮小等細節觀(guān)察。PTZ在安防監控領(lǐng)域是控制云臺上下左右轉動(dòng)與鏡頭變聚焦，用于自動(dòng)或手動(dòng)追蹤鎖定的目標，在監測范圍內一路跟拍追蹤目標。而全景攝像機所采用的虛擬PTZ，應用概念類(lèi)似云臺的追蹤效果，只是不必像真實(shí)的云臺那樣進(jìn)行實(shí)際的機械化轉動(dòng)，而是通過(guò)縮放圖像來(lái)達到類(lèi)似的效果，因而能大幅遞增監控系統的使用壽命，使得監控人員在操作上更容易上手，也能降低維護費用。

　　全景攝像機發(fā)展現狀

　　全景攝像機發(fā)展至今已有十余年的時(shí)間，雖然其在鏡頭矯正、虛擬PTZ等關(guān)鍵技術(shù)存在很大的難度，但市面上已經(jīng)有部分廠(chǎng)家推出了全景攝像機產(chǎn)品，并對消費者廣泛宣傳引導。我們不討論各個(gè)廠(chǎng)家推出的全景攝像機效果如何，僅僅從實(shí)際應用來(lái)看，全景攝像機市場(chǎng)占有率似乎“差強人意”。

　　與傳統的監控攝像機相比，全景攝像機最突出的優(yōu)勢就是360°監控視角,這在很大程度上彌補了多臺傳統攝像機才能達到的視角范圍;但視野的擴大卻是以監控距離的犧牲為代價(jià)。目前全景攝像機主要應用于室外視野開(kāi)闊的場(chǎng)所，譬如道路交通、露天廣場(chǎng)、小區樓宇、港口碼頭等，某些場(chǎng)所監控寬度甚至達到百米以上，在看清全景圖像實(shí)現調度的同時(shí)，不可能也沒(méi)有精力再看清人臉、車(chē)輛牌照等細節。

　　從成本的角度來(lái)看，全景攝像機的成本往往是傳統攝像機的5~10倍，這對于大多數工程商或者終端用戶(hù)來(lái)說(shuō)很難接受，畢竟網(wǎng)絡(luò )攝像機發(fā)展到如今的地步，已經(jīng)變成“白菜價(jià)”。在實(shí)際使用中，數量多且靈活的點(diǎn)位部署既能解決場(chǎng)景的全覆蓋，又能清晰地完成對重點(diǎn)場(chǎng)景的監控。這就使得全景攝像機在實(shí)際項目中控標的意義在很大程度上大于實(shí)際的使用意義，導致最終的用戶(hù)必須為其高昂的價(jià)格買(mǎi)單。

　　全景攝像機的發(fā)展趨勢

　　全景攝像機發(fā)展至今已有十年有余，而真正的推廣卻是從近兩年才開(kāi)始的。具體來(lái)說(shuō)，全景攝像機的發(fā)展趨勢如下：

　　1，行業(yè)應用是全景攝像機的主戰場(chǎng)。雖然全景攝像機比較適用在空間小、監視環(huán)境簡(jiǎn)單的場(chǎng)所，例如零售店、小型商場(chǎng)、電梯、停車(chē)場(chǎng)與會(huì )議室等等。但因其高昂的價(jià)格、復雜的圖像處理技術(shù)以及圖像校正后的低分辨率等因素的限制，全景攝像機并沒(méi)能像其他普通攝像機那樣進(jìn)入大眾的生活。全景攝像機將主要在金融及政法領(lǐng)域應用，這主要是基于這兩個(gè)行業(yè)特殊的場(chǎng)景，需要較大范圍的視角覆蓋，使用價(jià)值遠大于成本壓力。

　　2，高分辨率。目前主流設備廠(chǎng)商生產(chǎn)的全景攝像機分辨率大概在300萬(wàn)、500萬(wàn)左右，然而從分辨率密度上來(lái)考慮，同樣的像素的攝像機在監控更大的區域時(shí)會(huì )導致像素的分散和退化。這是由于監控范圍很大，在與傳統監控鏡頭共用大小相同的成像芯片上，就需要接收數倍的圖像信息，這就造成畫(huà)面分辨率的下降，因此只有在對監控圖像畫(huà)面質(zhì)量要求不太高或使用高分辨率成像器件時(shí)才能使用。所以對于全景攝像機而言，提高畫(huà)面分辨率是未來(lái)一項重要的研究課題。未來(lái)全景攝像機分辨至少在4K甚至1200萬(wàn)像素以上，這樣才更加有意義。

　　3，H.265編碼。高分辨率必然會(huì )造成帶寬、存儲壓力的增大，目前主流的H.264編碼4K分辨率碼流大概在16~32Mbps，這無(wú)論對于國內實(shí)際的網(wǎng)路帶寬環(huán)境還是終端用戶(hù)的成本壓力都是難以接受的。因此更高壓縮比的編碼方式才使得高分辨率的訴求變?yōu)閷?shí)際，而解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵就是H.265編碼。據實(shí)際測試分析，同樣的場(chǎng)景H.265比H.264編碼帶寬節省一半以上，與此同時(shí)圖像處理效果也有很大程度的提升，還能大幅節省存儲成本，因此265編碼的攝像機一上市便獲得了很高的關(guān)注和認可。全景攝像機也將逐步朝著(zhù)H.265編碼方式轉變，這是市場(chǎng)的驅動(dòng)。

　　4，寬動(dòng)態(tài)。全景攝像機采用具有360度超大視角的魚(yú)眼鏡頭監控整個(gè)場(chǎng)景，如此大范圍的監控勢必會(huì )導致全景攝像機在白平衡以及曝光等方面的處理困難。

　　正是由于這點(diǎn)，限制了全景攝像機在室內的應用。解決好全景攝像機的寬動(dòng)態(tài)效果，能夠推動(dòng)未來(lái)全景攝像機在室內環(huán)境的應用。

　　5，智能?；谌皵z像機旺盛的行業(yè)應用需求，智能分析功能顯得尤為重要，智能化也是安防監控發(fā)展的一個(gè)大方向。而現有網(wǎng)路攝像機智能分析存在識別率低、誤報率高的問(wèn)題，這是在后續算法改進(jìn)方面需要加強的。此外智能分析的種類(lèi)也不僅僅局限于虛擬周界、絆線(xiàn)報警等入門(mén)級智能，而應該在行為分析、音視頻異常檢測、流量統計等方面實(shí)現突破。