全景摄像机（实现大范围无死角监控的摄像机）

概要

360度全景摄像机^[1]可无盲点监测覆盖所处场景，设有一个鱼眼镜头，或者一个反射镜面（如抛物线，双曲线镜面等），或者多个朝向不同方向的普通镜头拼接而成，拥有360度全景视场（Field of View, FOV）。一台全景摄像机可以取代多台普通的监控摄像机，做到了无缝监控，实现了监控新应用，应用于各个领域，其中包括监狱、政府机关、银行、社会安全、公共场所、文化场所等。

工作原理

全景多相机视觉系统（Omnidirectional Multi-camera System, OMS）是全景摄像机的一种，其内部封装多个不同朝向的传感器，通过对分画面进行图像拼接操作得到全景效果。主流产品的结构是把若干两百万图像的传感器，以及视场角独立短焦镜头封装在统一的外壳中。其中数字处理与压缩等核心技术被集成在前端固件上，将若干单独的画面按用户需求集成为180°或者360°的高清全景画面，再由网络或高速总线传输到后端管理平台。

技术参数

特点

采用鱼眼式全景成像光学系统，中央无盲区；

300万像素高清输出，协调大视场覆盖和分辨力要求；

适用于会议室、办公室、大厅/大堂、商场、仓库、车间等大面积开阔室内区域的监控使用要求；

免费全景监控系统软件，可按八种数字云台（DPTZ）模式实时展开浏览全景视频；

提供SDK开发包，实现接入第三方网管平台

全景摄像机效果图

高清标准

高清视频监控近这几年来得以迅速发展，主要是为了解决人们在正常监控过程中“细节”看不清的问题。“高清”即“高分辨率”，关于高清的定义，最早来源于数字电视领域，高清电视，又叫“HDTV”，是由美国电影电视工程师协会确定的高清晰度电视标准格式。电视的清晰度，是以水平扫描线数作为计量的，它的集中高清划分方式如下^[2]：

（1）1080i格式，是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，16:9，分辨率为1920×1080，隔行/60Hz，行频为33.75KHz。

（2）720p格式，是标准数字电视显示模式，750条垂直扫描线，720条可见垂直扫描线，16:9，分辨率为1280×720，逐行/60Hz，行频为45KHz。

（3）1080p格式，分辨率为1920×1080逐行扫描，专业格式。高清电视，就是指支持1080i、720p和1080p的电视标准。

安装步骤

第一步：拿出支架，准备好工具和零件：涨塞、螺丝、改锥、小锤、电钻等必要工具；按事先确定的安装位置，检查好涨塞和自攻螺丝的大小型号，试一试支架螺丝和摄像机底座的螺口是否合适，预埋的管线接口是否处理好，测试电缆是否畅通，就绪后进入安装程序。

第二步：拿出摄像机，按照事先确定的摄像机镜头型号和规格，仔细装上镜头（红外一体式摄像机不需安装镜头），注意不要用手碰镜头和CCD确认固定牢固后，接通电源，连通主机或现场使用监视器、小型电视机等调整好光圈焦距。第三步：拿出支架、涨塞、螺丝、改锥、小锤、电钻等工具，按照事先确定的位置，装好支架。检查牢固后，将摄像机按照约定的方向装上；

第四步：如果需要安装护罩，在第二步后，直接从这里开始安装护罩。

1、打开护罩上盖板和后挡板；

2、抽出固定金属片，将摄像机固定好；

3、将电源适配器装入护罩内；

4、复位上盖板和后挡板，理顺电缆，固定好，装到支架上。

第五步：把焊接好的视频电缆BNC插头插入视频电缆的插座内，确认固定牢固。

第六步：将电源适配器的电源输出插头插入监控摄像机的电源插口，并确认牢固度。

第七步：把电缆的另一头接入控制主机或监视器(电视机)，确保牢固。

第八步：接通监控主机和摄像机电源，通过监视器调整摄像机角度到预定范围。

从产品技术面剖析全景摄像机，则主要有四大关键点。

第一，镜头优劣会大幅度影响监控图像的质量；好的镜头可达到高清、百万像素以上，而帧速(每秒钟动画传输的速度)越高，也越能看清楚监控目标的移动过程与细节动作。

第二，一款性能良好的全景摄像机，必然有高分辨率的图像传感器。由于全景摄像机的监控范围宽广，图像传感器的信息量必然十分庞大，不像一般的摄像机只需处理监测场景中一部分的画面。因此，图像传感器的分辨率高低与否，也是影响监控成像放大后，图片清不清晰的关键。

第三，使用鱼眼镜头的全景摄像机，其成像原理与普通摄像机不一样，图像边缘往往会形成一个凸出、变形的画面，所以要比普通摄像机更容易使图像扭曲或失真，影响成像质量。所以如何矫正、还原图像，看清图像中的监控物体，就是全景摄像机最重要的问题。

理论上，有两种方式能矫正鱼眼镜头成像失真的问题，一种是由后端平台进行信息处理、还原成像；另一种则是在摄像机内置软件直接矫正，然后再传输到监测后端。一般而言，比较推荐使用后者解决鱼眼镜头失真的问题，这样一来，可以舒缓网络传输宽带和后端存储的压力，提高了监控运行的效率。

第四，可以使用虚拟PTZ对存储的图像做放大、缩小等细节观察。PTZ在安防监控领域是控制云台上下左右转动与镜头变聚焦，用于自动或手动追踪锁定的目标，在监测范围内一路跟拍追踪目标。而全景摄像机所采用的虚拟PTZ，应用概念类似云台的追踪效果，只是不必象真实的云台那样进行实际的机械化转动，而是通过缩放图像来达到类似的效果，因而能大幅递增监控系统的使用寿命，使得监控人员在操作上更容易上手，也能降低维护费用。

全景摄像机的应用范围，一般包括公共场所、工业监控、交通管理、医疗设施、楼宇监控、校园、商场与娱乐休闲场所等。但由于全景摄像机的推出时日尚短，技术上有其局限性，如上文所述的图像失真等问题，以及鱼眼全景摄像机的超广角效果，虽然能监控大范围面积，但相对来说，它的焦距很短，使得侦测范围大受限制，大约在半径5米内可以看清人脸，更远的话就会显得模糊。

因此，在实际运用上，全景摄像机比较适用在空间小、监视环境简单的场所，例如零售店、小型商场、电梯、停车场与会议室等等。只需要一台全景摄像机，就能实现无死角、看清细节的监控。

至于环境简单而空旷的场景，例如大型会场等，由于架设多台监控摄像机有其不便性，使用全景摄相机也是个不错的选择。

但若是要应用在相对复杂的环境里，例如人流量大的商场、步行街、十字路口等，全景摄像机则仍然无法完全替代枪机、半球等常规型传统摄像机，所以一般还是建议搭配常规型摄像机使用，彼此互补不足。

展望未来

全景摄像机的优点在于能以最少的装机量，达到最有效率的监控效果，即能减少护罩、布线与人员的施工费用等，能降低监控工程成本。但其毕竟发展时间短(五年)，有不可忽视的劣势，如摄像机的单价偏高、监控距离尚未突破，以及图像存储、还原等问题，都急需调整和改进。

因此，不能盲目追崇全景摄像机，也不可能取代传统摄像机的作用与功能。所以如何搭配全景摄像机与常规型摄像机共同使用，使二者取长补短，以求监控效果最大化，才是现阶段除技术突破之外最应该考量的问题。

中国研制

2011年2月，Upano团队在高清全景摄像机领域获得长足进展，已开发出800万、1000万级，且每秒拍摄可达15至25帧的高清全景摄像机，其分辨率是当前主流摄像机的5至8倍。

全景摄像机能对一个较大场景进行实时全局监控、全程监视与全角度拍摄，在静止状态下，就可以进行180度或360度的监控。监视时，摄像机无须切换画面，就能实现对同一个较大场景的无间断拍摄，解决了普通摄像机多方位监控时画面不连贯的问题，监控人员的作业也更加方便。

团队负责人之一，中科院宁波材料所研究员肖江剑表示，当前主流的摄像机分辨率最多约200万像素，高于500万像素的摄像机拍摄帧频又较低，没法实现高质量的连续拍摄，而该高清全景摄像机很好地解决了这一问题。^[1]