优势、现状与趋势，全景摄像机你不知道的事

一、全景摄像机是什么？

360度全景摄像机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度全景视角。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。

全景摄像机相对于普通摄像机而言一个很大的优势在于其超大的监控范围，然而从分辨率密度上来考虑，同样的像素的摄像机在监控更大的区域时会导致像素的分散和退化。再所以，就应用范围来讲，全景监控摄像机目前只应用在局部领域，并未呈现爆发式的市场需求。

与其他普通摄像机不同的是，全景摄像机主要有四大关键点：镜头，图像传感器，图像处理技术和虚拟PTZ技术。判断一款全景摄像机性能是否优良大约有两点：有效覆盖的视场角有多大，能看清的场景有多全；看到场景中像素点的清晰度有多少。所以，实现全景监控的关键有两点：

1、高分辨率的实现

高像素的产品不仅是Sensor的选取，ISP的处理、编码以及与网络相应的配合都很重要，并且在相应的结构、工艺等要求上，要比普通摄像机严格数倍。

2、鱼眼展开矫正的准确性

在将鱼眼摄像机所产生的圆形图像展开为人眼能接受的普通平铺图像的过程中，反畸变、反扭曲的算法是非常重要的。因为从镜头选型开始，就需要通过镜头的曲率特征分析、光学折射线路分析，以及结合透光亮考虑分析，才能取得一个比较好的图像源，以达到大景深、高分辨率，且画面周边和中心的解像力要均衡。

二、市场细分新需求催生全景摄像机

随着安防监控在各个细分市场的广泛应用，传统的网络摄像机已经无法完全满足各个行业对更具个性、更高品质的监控需求。例如，传统的网络摄像机受到监控视野的限制，无法仅凭一台网络摄像机完成对360度全景的监控。若以多台摄像机组合完成，则增加了整个系统的管理任务以及成本投入。而特别是银行、零售及教育等领域的用户，对于360度的全景监控有着必要且强烈的需求，以保障其视频监控图像高质量和无死角。360度全景监控的生成是行业市场细分的表现，同时也是监控技术前行的步伐。



三、全景摄像机的应用优势与特点

全景摄像机是指可以在监控场所中能够实现全局影像监控的摄像机都可称为全景摄像机，意即采用鱼眼镜头或者是多感光芯片多镜头并通过多路视频融合芯片融合成为全景图像的摄像机。

1、全景摄像机的应用优势

目前全景摄像机主要应用于室外视野开阔的场所，某些场所监控宽度甚至达到百米以上，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人脸、车辆牌照等细节。这些场合只需要在制高点安装一台鱼眼摄像机即可以满足一个场所内的全景监控。与传统的监控摄像机相比，全景摄像机的优势包括：

（一）超宽监控视角

一枚鱼眼镜头尽收360度全景，可取代传统的多支摄像机：用户只需要一枚专用的鱼眼镜头便能直接观看整个空间，四周的影像一次尽收眼底，完全消灭死角。

（二）有效降低监控成本

全景摄像机的这种360度实时全景监控能力，使得无需为涵盖整个监控区域而安装多台摄像机，因而节省了摄像机硬件投资。监控摄像机路数大大减少，可以节省配套设备，如镜头、防护罩、布线、电源、录像、显示等相应配件和设备的成本，还可降低施工布线难度，节省安装时间、人工费用以及后续维护费用。

（三）采用虚拟PTZ技术

采用虚拟PTZ技术，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。由于没有机械移动部件，不需要时刻的进行机械化运转，全景摄像机不会发生任何磨损，产品结实耐用，使用寿命大大延长。全景环视的图像失真矫正可对多个图像区进行，这样，与机械PTZ摄像机不同，全景摄像机能同时观察和摄录多个不同的区域。

2、全景摄像机的应用特点

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。

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。



四、全景摄像机发展现状

目前鱼眼式全景摄像机的产品形态包括多镜头式、单鱼眼镜头式、混合式三种。

单鱼眼镜头式：采用枪型摄像机或半球型摄像机加鱼眼镜头的形式，这也是实现全景监控的一种最简单且最经济的方式，此种方式的关键点在于摄像机本身具有对鱼眼"畸变"的矫正能力，或者可以结合特殊的处理软件校正经过鱼眼镜头变形后的图像，并且不留痕迹的处理成一幅正常图像，使得人眼能够接受，此类全景摄像机的代表厂家有Mobotix、奇偶、腾龙、海康威视和殷浩等。

多镜头式：采用多镜头多角度监控后拼接图像实现360度的监控，这种方式实现技术十分复杂，成本比较高，但却少了鱼眼全景摄像机带来的鱼眼畸变的困扰，此类全景摄像机的代表厂家有ArecontVision和AVIGILON。

混合式：采用PTZ球机加鱼眼镜头的形式，这种方式较为少见，摄像机在转动时可当作球机使用，当球机镜头和鱼眼镜头重合时，可当作全景摄像机使用，此类全景摄像机的代表厂家有Axis。
五、全景监控发展遇技术瓶颈

全景摄像机在工作中要解决的也绝不仅仅是拍摄角度的问题。反而恰恰是因为广泛的拍摄角度，因此也给全景摄像机的工作带来了传统摄像机少见的新难题。

（一）宽动态的束缚

在全景摄像机的工作中，全方位的拍摄角度解决了各个位置的拍摄难题。但是对于需要特别处理的宽动态或者白平衡、曝光度等方面来说，这些问题在全景摄像机中处理起来就要复杂的多了。因此，也正是基于这些因素，以至于使全景摄像机在工作中的拍摄环境不得不具有更好的光线要求。所以说，如果解决好宽动态问题的话，全景摄像机的应用将会从整体上提升一个层次。

（二）厚此薄彼的分辨率

全景摄像机相对于普通摄像机而言一个很大的优势在于其超大的监控范围，然而从分辨率密度上来考虑，同样的像素的摄像机在监控更大的区域时会导致像素的分散和退化。这是由于监控范围很大，在与传统监控镜头共用大小相同的成像芯片上，就需要接收数倍的图像信息，这就造成画面分辨率的下降，因此只有在对视频监控图像画面质量要求不太高或使用高分辨率成像器件时才能使用。这就解释了为什么300万像素的全景摄像机画面质量看上去像CIF分辨率。所以对于全景摄像机而言，提高画面分辨率是未来一项重要的研究课题。

（三）难以普及的低照度

一直以来，低照度都是监控摄像机在应用中的主要技术支持，同时也是不少监控摄像机引以为傲的技术方面。尤其随着现在监控需求的日益扩大，大家对低照度的应用也是愈发的看重。不过，同样是受制于角度的限制，低照度在全景摄像机的发挥也容易被打了折扣。

在我们如今常见的夜视监控摄像机中，基本都通过ICR过滤芯片来解决低照度的技术问题。但是受制于全景监控摄像机的视觉布局，很多的全景摄像机还难以充分的应用ICR进行夜视功能的发挥。因此这也就造成了很多全景监控摄像机夜视效果的差强人意。所以，如果图片在夜视需求中的难题，全景摄像机显然还要去探索出新的道路。

其实对于上面提到的这些问题，分镜头式就要比鱼眼镜头好应对的多。但是对于成本与盲区的影响，一定程度上又使分镜头全景监控的应用同样充满了诸多的前提，因此，这也让不少全景监控的用户内心十分纠结。

（四）全景摄像机难题亦全景

通过上面的分析我们可以看出，为了能够实现更加全面的监控角度，全景摄像机在许多成像的技术环节上实现了非常广泛的突破。并且也给视频监控的许多理念带来了新的思路，使我们在有限的设备下看的更加充分。

不过，如果我们从整体的角度来看，这些技术上的突破在许多时候又是一种单纯角度上的"单方面突破"。因此，这样的转变虽然能够更多的满足我们在角度上的需求，但是与之一些的辅助功能却显得很难追上这些突破的步伐。所以虽然在监控的事业上我们收获了更多，但是在整体的视觉上，我们在很多时候并没有增添多少。而这也是全景监控设备当前面临的最大阻碍。

当然，无论效果如何，全景监控在视频构图上的许多创新却很大的推动了视频监控设备的发展，虽然当今可能还有很多的不尽如意。不过，从未来的发展需求，以及当前技术的发展趋势来看，我们对于全景监控的这种探索，还是非常值得付出我们的耐心的。

五、全景摄像机的发展趋势

全景摄像机发展至今已有十年有余，而真正的推广却是从近两年才开始的。因其高昂的价格、复杂的图像处理技术以及图像校正后的低分辨率等因素的限制，全景摄像机并没能像其他普通摄像机那样进入大众的生活，而是主要定位在专业应用市场，比如大场景环境或易于垂直安装的场合。

目前，市场对于全景摄像机的认知度还不是很高，更多的是厂家的宣广和引导工作。其实业界对于全景摄像机的技术并没有太多的争议或质疑，实际上，对于全景摄像机的定义也没有必要进行过多的辩论，关键是要看产品能否满足用户的需要，是否解决使用者的具体问题。

总体来说，多技术融合是未来全景摄像机发展的主要方向，主要体现在以下几个方面：

1、VMS支持

全景摄像机的图像处理需要VMS(视频管理软件)的支持，但由于目前的鱼眼展开算法都是厂家私有的，导致VMS支持范围非常有限。如何将鱼眼展开算法实现互通共享，实现统一标准接口，是未来设备厂家和集成商需要共同努力的方向。

2、分辨率

全景摄像机相对于普通摄像机而言一个很大的优势在于其超大的监控范围，然而从分辨率密度上来考虑，同样的像素的摄像机在监控更大的区域时会导致像素的分散和退化。这是由于监控范围很大，在与传统监控镜头共用大小相同的成像芯片上，就需要接收数倍的图像信息，这就造成画面分辨率的下降，因此只有在对监控图像画面质量要求不太高或使用高分辨率成像器件时才能使用。这就解释了为什么300万像素的全景摄像机画面质量看上去像CIF分辨率。所以对于全景摄像机而言，提高画面分辨率是未来一项重要的研究课题。

3、低照度

全景摄像机大多数都没有ICR(机械式红外滤色片)，导致其低照度效果很难令人满意。因为在以后的发展中会更多关注全景摄像机的夜间效果，譬如采用ICR+红外补光或者提升感光器的感光性能来提升低照度效果。

4、宽动态

以鱼眼摄像机为例，其采用具有360度超大视角的鱼眼镜头监控整个场景，如此大范围的监控势必会导致全景摄像机在白平衡以及曝光等方面的处理困难。正是由于这点，限制了全景摄像机在室内的应用。解决好全景摄像机的宽动态效果，能够推动未来全景摄像机在室内环境的应用。

5、智能化

如何解放安防的人力一致是智能分析的发展方向，特别是在全景摄像机的无死角监控的条件下实现智能分析一定能够带来更好的安防应用。以鱼眼全景摄像机和高速球摄像机为例：全景摄像机一般都是高清摄像机，人们对其图像质量的期望较高。但是由于鱼眼全景摄像机镜头的焦距很短，使得有效的监控范围大受限制，大约在半径5米内可以看清人脸，更远的话就会显得不够清晰。也就是说全景摄像机虽然满足了"无死角监控"的需要，但是由于镜头焦距的问题，也就很难满足"看清所有细节"的需要，这是全景摄像机的推广过程中遇到的一个瓶颈。而高速球机具备大变焦，可旋转的功能，在监控细节呈现上做的非常出色，但是单个球机在快速定位和判断方位等方面还是不够方便快捷。

通过软硬件结合的方式将一台鱼眼全景和一台高速球进行联动不失为一个"极好的"方法。在全景摄像机大场景、大视野监控的基础上，高速球提升细节监控的能力，其就像是上级单位掌握整个画面中所侦测到的事件，而高速球就像是部属一般，接收到上级下达的指令后，随即跟踪监控可疑目标并透过高变倍镜头，可将目标影像放大至1080P以上的分辨率。让使用者在透过鱼眼摄影机监控整个环境的同时也可利用快速球摄影机撷取重点区域高画质的影像画面。

总之，全景摄像机就像大炮一样，属于点对面的监控的利器，虽然在追求细节方面还存在死穴，但在掌控大局方面有着无可比拟的优势。

七、结语

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，其目前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。