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监控场所:全景摄像机核心算法与需求


 随着人们安防意识的提高和安防技术的高速发展,视频监控根据在安防系统中所扮演的角色越来越重要,用户不仅对图像能够看清楚提出了需求,同时希望能够看到更广泛的监控场景,因此,全景监控的需求被提出。

一、全景摄像机的核心

(一)核心算法

核心图像处理算法这块,直接影响系统资源占有率,直接影响码流、带宽和存储。核心算法的好坏直接影像图像边缘弯曲的矫正,场景的分割,虚拟PTZ、转动、放大,这些都是由核心算法带动的。

鱼眼镜头所成的像,由于景深曲率的影响,图像的畸变十分严重,不符合正常视觉感受。故需要图像矫正技术消除鱼眼镜头畸变。图像矫正技术的思路并不复杂,一般是从原始饼图拉出一个单独扇形,再根据比例及透视等原理进行一定变形及校正处理,拼合这些分别处理好的扇形图像便可得到符合监控需求的图像。对于需求不高的产品,可直接对圆形饼图进行简单四角拉伸,也能取得适合人眼观看的图像效果。

虽然具体到每一个厂家其核心算法必然会有所不同,但图像矫正技术的中心思想都是采用一定算法把边缘畸变严重的图形拉伸整合为适合观看的正常比例图像。其中所用算法的合理性、编程水平的高低及最终系统资源占用率共同决定了此算法的优劣。至于虚拟PTZ,其实就是在图像内部进行像素抓取,以实现放大与旋转等功能,对比校正算法它主要的困难不是如何取得更为优秀的图片效果,而是如何更好地同时整合到前端固件与后端软件上,实现对事实与事后录像的双向虚拟控制。

(二)鱼眼镜头

镜头的选择将决定图像质量的性能上限,采集到的数据不清晰,后处理再强也不能“虚构”像素。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。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。杭州普维光电技术有限公司总经理李捷表示:“鱼眼镜头是按照折射光学原理设计,一种有多块折射透镜组合而成的超广角镜头,能够对超过2π立体角空间进行拍摄,但是视场角和角分辨的设计受到制约。典型的表现就是靠近光轴的中央区域的目标角分辨很较高,但是远离光轴的边缘区域的目标角分辨率太低(边缘图像严重压缩)。”

(三)电子PTZ

电子PTZ是基于IP的全景摄像机的一个亮点功能,不同于其他摄像机的云台控制,可以放大或移动监控视野内的图像区域,当转变方向观察另一个图像区域时,不会发出任何噪音,隐秘且不易察觉。全景摄像机的PTZ不需要机械部件的参与,提高了产品的寿命和可靠性,同时其技术特点可以保证有多个PTZ的窗口可以被同时预览,颠覆了PTZ在传统摄像机上只能分时观察不同区域的理解。

二、需要全景摄像机的监控场所

根据实际参与项目经验而言,通常需要进行全景监控主要应用主要有以下几种情况。

(一)只需要监控整个场所全范围局势的,不需要细节的场合,如大范围的公共场所、交通枢钮、交通路口。由于这些地方视野开阔,宽度有些甚至达到在百米以上,在看清全景图像实现调度的同时,不可能也没有精力再看清车辆牌照号码等细节。这些场合只需要在制高点安装一台摄像机即可实现全景监控,这个时候采用一台鱼眼摄像机即可以满足一个场所内的全景监控。

(二)在特别注重细节的监控场所,同时实现无死角监控,如银行、超市、商场。在这些容易发生抢劫、偷窃安全事件的场所,嫌疑人的面孔要看的越细越清越好。这不仅需要监控整个作案的全景过程,更需要每个人的有别于其他人的任何特征。

(三)不仅需要监控全局局势,而且还要重点突出有特殊情况,提前预警调取发生事件画面,这样具备全景基本功能的同时又达到重点突出的效果,也算一个特色,同时实现监控效果与成本兼顾。采用低分辩率全景摄像机监控,通过内置监控行为算法软件,再配合自动云台摄像机,实现全景监控基本功能和重点图像抓取。通过软件计算分析全景视频画面,如果出现预设的视频画面,如无人区突然出现有移动目标,广场上人员奔跑,车辆事故,由软件操作配合的带自动云台的特写摄像机重点监控。

(四)还有一种所谓的全景监控最好理解,即为了实现整个场景的监控,从不同角度安装多个摄像机,这对用户而言是一笔不小的预算,因此也不经济。同时由多个摄像机捕获的视频画面,由于各画面间关联性较差,给操作者对监控范围内的某一运动物体的连续监控带来了一定的难度。


 

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