隨著視頻監控的快速發展，網絡攝像機已經基本滿足了用戶的“超高清”、“全天候”、“超遠距離”的監控需求，而隨著監控行業市場不斷精細化，全景監控的需 求逐漸凸顯出來。因此，全景監控也成為近年來視頻監控行業的一個研究熱點。本文主要討論基于用戶不斷深入全景需求，全景攝像機都有哪些形態的發展以及技術的提升。

視頻拼接系統解決了全景監控的有無問題

為解決用戶大場景的全景監控需求，最初的方案是在監控前端安裝多臺高分辨率攝像機，在監控中心通過視頻拼接服務器進行圖像拼接，從而得到一幅廣域場景完整圖像。這種方案解決了全景監控從無到有的問題，初步滿足了用戶的全景監控的需求。

從視頻拼接系統拓撲圖不難看出，整個系統比較復雜，前端有多臺攝像機，后端有視頻拼接服務器，系統成本較高。另外系統的安裝調試也很復雜、后期維護量也很大，顯然這不是一個很好的全景監控方案。因此，用戶提出了這樣的需求：單攝像機是否可以實現全景監控？

圖一：視頻拼接系統

魚眼攝像機成為全景監控的主流選擇

在用戶的單攝像機實現全景監控的強烈需求下，魚眼全景攝像機問世，并憑借著360°全景監控的巨大優勢，迅速成為視頻監控界的新寵，也成為了全景監控的主流選擇。

魚眼攝像機即是搭配了魚眼鏡頭的攝像機，而魚眼鏡頭是一種超廣角的特殊鏡頭，其構造仿照魚類眼睛，水平視角和垂直視角均可達180°（如圖二），因此魚眼攝像機可以實現360°無死角、全覆蓋的監控效果。

圖二：魚眼鏡頭

例如在會議室、教室、超市、大廳等需要全景監控的場景，原本需要3~4臺普通攝像機安裝在不同角落才能實現全場景覆蓋，而現在一臺魚眼攝像機即可掌控全局 （如圖三）。既然一臺魚眼攝像機即可代替多臺普通攝像機，并能達到一樣的監控效果，為什么魚眼攝像機一直以來在市場中卻不溫不火呢？

圖三：魚眼攝像機效果圖

其實魚眼攝像機的應用一直停留在全景監控上，它只是滿足了用戶最基本的全景監控需求，而對于細節的捕捉卻無法滿足人們的期望。由于魚眼鏡頭都是超短焦鏡 頭，所以通過魚眼鏡頭所形成的圖像雖然視野范圍足夠大，但物體在畫面中比例非常小，細節自然不夠豐富。另外，圓形視角圖像并不符合人眼觀看習慣，并且周邊 畫面畸變嚴重，細節更是無法獲得。

直至近年來，隨著EPTZ技術的應用、圖像畸變矯正技術日趨成熟、以及超高清魚眼攝像機的出現，魚眼攝像機對于細節的獲取和呈現才開始符合用戶的預期。所 謂EPTZ即是電子云臺，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。畸變矯正技術，則是通過算法把失真的魚眼圓形圖像盡 量矯正成正常顯示的圖像（如圖四）。

圖四：圖三局部矯正圖像

然而在畸變矯正的過程中會裁剪掉畸變較大的局部圖像，從而造成全景圖像畫面的部分缺失，細節不全的結果，顯然這不是所有用戶都能接受的。同時，魚眼攝像機 發展也存在一大瓶頸：分辨率很難提高。因為提高分辨率不只是簡單的提升Sensor和鏡頭，包括ISP的處理、視頻的編碼、網絡等因素都是需要整體考慮 的，并且在相應的結構和工藝要求上，高分辨率魚眼攝像機要比普通魚眼攝像機嚴格數倍。

多鏡頭前端拼接全景拼接攝像機會成為趨勢？

作為用戶，我們希望的全景攝像機不僅能看得全，而且沒有畸變，希望能達到視頻拼接系統的效果：呈現一幅完整的180°的畫面、監控場景盡收眼底、直觀而又清晰。

產品總是因需而變，于是一體化的前端拼接全景攝像機出現了。這種攝像機基于all in one的設計理念，在攝像機內集成多個鏡頭，并且在攝像機內完成多鏡頭的圖像拼接，直接輸出180°的全景畫面。目前主流的產品結構是在攝像機內封裝四個高清傳感器，以及四個獨立短焦距高清定焦鏡頭，圖像處理、拼接融合、壓縮編碼等核心技術均 在前端攝像機固件上完成，再通過網絡傳輸到視頻監控的后端，解碼后顯示出180°的全景畫面。

相比傳統的視頻拼接系統，這種一體化前端拼接全景攝像機不需要視頻拼接服務器，系統更加簡單，成本更低。在整體系統建設，安裝調試以及后期維護上，一體化 前端拼接攝像機無疑具備不可忽視的巨大優勢。相比占主流的魚眼全景攝像機，多鏡頭拼接全景攝像機的優勢是一定程度上擺脫了焦距的限制，在相同條件下可以看 清楚更遠的距離。因為魚眼鏡頭焦距一般都小于2mm，以保證獲得足夠大的視場角。而隨著拼接技術的成熟，多鏡頭拼接全景攝像機鏡頭焦距可從目前主流的 5mm變得更大，看的距離更遠，看的細節更多。另外，多鏡頭前端拼接全景攝像機沒有了像素的限制，也存在中間與邊緣清晰度差距巨大這一問題。因此，綜合來 看多鏡頭前端拼接全景攝像機將會成為大場景全景監控的首選，也將是全景攝像機發展的一個趨勢。

然而，多鏡頭前端拼接全景攝像機看的場景更大，看得細節更多，看得更遠，但是當具體到人臉細節或車牌細節，顯然目前的多鏡頭前端拼接全景攝像機沒辦法獲得。而在一些大型十字路口、廣場、園區、機場等較大場景，我們希望看全的同時，還能看清細節。

單攝像機實現全景和細節全部掌控？

魚眼攝像機、多鏡頭前端拼接攝像機實現了用戶看全的監控需求，而看清監控場景內的細節通常是采用支持光學變倍、支持PT功能的球型攝像機，要想兼顧全景和細節必須要兩者配合使用。那是否有一體化的攝像機能同時兼顧全景和細節呢？

攝像機的發展總是圍繞著用戶的需求，以用戶的實際需求作為產品設計出發點。在2015深圳安博會上就出現了能實現這一功能的產品：海康威視鷹眼系列DS- 2DP0818Z-D（如圖五）。該產品設計獨特，采用“多水平全景攝像機+中心特寫跟蹤”的方案，上方四個星光級水平全景攝像機負責全景監控，并在攝像 機內完成四鏡頭圖像拼接，輸出一幅180°的全景圖像；下方是負責捕獲細節的星光級特寫跟蹤球機。該產品也憑借著同時兼顧全景和細節的壓倒性優勢問鼎有著 中國安防行業產品評選第一獎之稱的“金鼎獎”。更值得一提的是，該產品支持全景畫面與特寫跟蹤畫面聯動，鼠標點擊或框選全景畫面的某移動目標，特寫鏡頭即 可變倍跟蹤；或者通過設置智能偵測功能（如區域入侵、越界偵測等），當目標進入全景畫面觸發智能規則，特寫球機自動快速響應進行放大跟蹤，以實現全景畫面 和特寫跟蹤畫面的智能聯動。

圖五：海康威視鷹眼系列產品

單攝像機實現全景和細節的全部掌控，覆蓋全景，同時不錯過局部細節，這種一體化產品的出現，讓人眼前一亮，這種革命性的全景高清監控也為安防用戶帶來了全 然不同的新體驗。可以預見不久的將來，這種一體化高清全景&特寫跟蹤攝像機會是大場景監控的標配，比如機場、車站、廣場、體育場等需要全景監控的 場景，都會有它的身影。

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