超大范圍無死角
——魚眼攝像機應用分析

□ 文/陳乾

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超大范圍無死角
——魚眼攝像機應用分析

□ 文/陳乾

▲圖1：魚眼實現全景覆蓋，同時帶來桶形畸變

監控的價值落地于實用性上，再花哨的功能如果實用性差就不會被用戶認可，所以這兩個提高畫面實用性的方法會是新一代魚眼攝像機的著力點。宇視在2013年就推出了自研的4K超高清攝像機，在高分辨率攝像機的研發上先人一步，并且對于魚眼技術也做了長期、深入的研究，今年推出的魚眼攝像機方案，除了提升魚眼的分辨率到1200萬像素外，還支持準確的魚球聯動效果，在實現超大范圍監控的同時，依然能兼顧畫面中的細節，是目前魚眼攝像機之最。

魚眼攝像機的發起

全景攝像機，是可以實現大范圍覆蓋的監控攝像機，其需求及產品最先來自國外，之后國內安防企業逐漸打開海外市場，在產品形態上漸漸補齊，就功能、性能而言，國產和外企的全景產品相差無幾。根據結構不同，全景攝像機可以分為多鏡頭拼接攝像機和單鏡頭魚眼攝像機兩大類。

多鏡頭拼接攝像機一般采用多個定焦鏡頭及配套成像系統，最終拼接成180°或360°全景圖像，畫面分辨率甚至超過1000萬像素。多鏡頭拼接攝像機一般體積較大，需要考慮安裝位置等因素，而且普遍價格比較昂貴，一般應用在廣場、體育場等高點全景監控場景。

相比多鏡頭拼接攝像機，魚眼攝像機由單鏡頭成像，像素相對偏低，但具有隱蔽性方面的優勢，同時價格也相對低很多，所以魚眼攝像機應用更加廣泛，在智能樓宇、連鎖店、商場、超市等行業，滿足這類行業的無死角監控需求，同時也可應用于道路、十字路口，做大范圍監控。魚眼攝像機幾乎成了全景攝像機的代名詞。

魚眼攝像機優劣勢分析

魚眼攝像機主要依靠魚眼鏡頭實現大范圍監控，其最大的特點就是形成的圖像成一個圓形，能實現 360°全向無死角覆蓋，以便對全局事態一目了然。而普通的監控攝像機若要實現360°全向監控，需要多個點位配合，而且除非特意調整視角，否則在攝像機安裝正下方都存在監控盲區，攝像機焦距越大，盲區就越大；此外，當運動物體從一個攝像機的視野移動到另一個攝像機視野內時，很難形成完整的圖像關聯，容易造成視覺錯亂。這是魚眼攝像機相較于普通攝像機的優勢。

既然魚眼攝像機相較于普通攝像機存在優勢，為什么一直以來在市場中卻不溫不火呢？

由于魚眼攝像機內置的是超短焦鏡頭，所以才能覆蓋超大的范圍，但短焦鏡頭帶來的弊端也很明顯。首先，焦距越小，物體在畫面中的比例越小，細節就越不清晰，所以魚眼攝像機的應用一直以來都停留在全景監控上，而在對細節的捕捉上卻無法滿足人們的期望。其次焦距越小，畸變越嚴重，之所以能實現360°全景監控，就是由于短焦造成的桶形畸變，而畸變會導致明顯的圖像失真。

魚眼攝像機應用技術分析

直到近幾年，隨著畸變矯正技術趨于成熟和E-PTZ技術的運用，魚眼攝像機對細節的呈現開始符合人們的預期，畫面實用性提升，又逐漸進入大眾的視野。所謂畸變矯正，是通過算法把圓形畫面周邊失真的圖像盡量恢復到正常顯示效果；而E-PTZ功能，則能對圖像進行放大和移動，達到類似云臺操作的效果，方便對一些細節進行查看。

那么除了畸變校正和EPTZ，是否還有其他方式能提高其畫面的實用性呢？答案當然是肯定的。

第一個方法是提高整體畫面的分辨率。分辨率高的魚眼攝像機，能用更多的像素點去展現相同的場景，自然就能有效提高畫面中的細節呈現，配合EPTZ功能越發能提高畫面的實用性。目前市面上的魚眼攝像機分辨率主要集中在300萬到500萬之間，隨著4K技術開始火熱，超高清魚眼攝像機的出現也是必然。

▲圖2：魚眼攝像機E-PTZ效果

▲圖3：杭州動漫節魚球聯動效果圖

第二個方法是魚眼配合球機實現魚球聯動。魚球聯動是槍球聯動的升級版，通過魚眼攝像機監控全局，一旦發現可疑目標時聯動球機對目標進行放大。相較于槍球聯動，魚球聯動的全局監控范圍更大；相較于魚眼攝像機自身的EPTZ，球機放大的效果更清晰。

由于魚眼攝像機形成的全局畫面有嚴重畸變，所以必須提供比槍球聯動更準確的聯動算法，才能確保在魚眼畸變區域聯動球機時，球機畫面能準確對準用戶關心的細節。2015年杭州召開動漫節，場館周邊就部署有5套宇視魚球聯動設備，在實現超大范圍監控的同時，依然能兼顧畫面中的細節，為動漫節的順利召開保駕護航。

未來發展方向

在以上這些核心技術的基礎上，是否還能做到更進一步？全景監控的未來發展方向會是哪里？

其實這個命題完全可以擴大到整個視頻監控行業，在很大程度上，攝像機的產品發展方向是和視頻監控行業的發展方向完全匹配的。現在的視頻監控業務已經不局限于傳統的安防監控，我們進入了更多的細分行業，做管理可視化——停車場管理、人員管控……相對應的，在攝像機上也會集成更多的“業務”——車牌/車位識別判斷、人數統計/人臉抓拍/密度分析……

那么，結合魚眼的常見應用場景我們是否可以做更多的“業務”？現在比較常見的一種應用是魚眼熱力圖，這也是魚眼應用較多的商場、超市場景中的需求推動的。通過熱力圖可以直觀的看到各個區域的人流量情況，非常便于統計哪個區域的商品比較熱銷，這為商品的銷售策略調整、貨架擺放調整等等提供了很好的參考。

相信這一類與具體業務應用相結合的技術會是全景監控未來發展的方向。

作者單位：浙江宇視科技有限公司