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過(guò)去監(jiān)視狹小空間時(shí)，會(huì)采用短焦距鏡頭攝像機(jī)或調(diào)整安裝位置或用多攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)對(duì)射等。但短焦距鏡頭攝像機(jī)水平可視范圍小于80°（廣角也超不過(guò)90°），因而監(jiān)控范圍較小:在安裝位置的選擇上，往往受到客觀環(huán)境的約束而影響穩(wěn)定安裝（如一面是玻璃、一面是門(mén)、頂上有電線或無(wú)法承重的裝飾吊頂?shù)龋?；選擇多攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)對(duì)射時(shí)，又增加了設(shè)備投入的成本，且使得施工變得煩瑣，因此出現(xiàn)了360°全景攝像機(jī)。

一、360°全景攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理

360°全景攝像能一次性地收錄前后左右的所有圖像信息，沒(méi)有后期合成，更沒(méi)有多鏡頭拼接。其關(guān)鍵設(shè)備是有能360°成像的魚(yú)眼鏡頭，其結(jié)構(gòu)與原理如圖1所示。

圖1 日本FXC魚(yú)眼鏡頭結(jié)構(gòu)

這種攝像機(jī)，是依據(jù)仿生學(xué)采用物理光學(xué)的球面鏡透射加反射原理次性將水平360°，垂直180°的信息成像，再采用硬件自帶的軟件，進(jìn)行人眼習(xí)慣的方式處理，從而使之呈現(xiàn)出如圖2的畫(huà)面。

圖2 軟件處理流程

以日本FXC魚(yú)眼鏡頭為例，360°攝像機(jī)軟件處理的基本流程如圖2所示。

日本FXC360全景處理系統(tǒng)中，所用到的原理與方程式如式（1）所示。

放大處理方程式為

圓環(huán)坐標(biāo)系向直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換處理方程式為

噪音濾波器方程式為

 

二、360°全景攝像機(jī)的特點(diǎn)

（1）可進(jìn)行寬角度攝像，使視頻監(jiān)控?zé)o死角。一般攝像機(jī)的取景角度如圖3所示。

圖3 一般攝像機(jī)的取景角度

360°全景攝像機(jī)的取景角度如圖4所示。

圖4 360°攝像機(jī)的取景角度

因?yàn)檫@種攝像機(jī)能水平360°、垂直180°全景攝像，就顛覆了以往廣角攝像機(jī)的概念。因此，利用360°全景攝像機(jī)，可以使安防視頻監(jiān)控?zé)o死角。

（2）能將球面圖像轉(zhuǎn)化為正常的平面視圖。該機(jī)所取景的圖像，經(jīng)過(guò)攝像機(jī)內(nèi)部的補(bǔ)正，圖面展開(kāi)等處理，可將球面圖像平面展開(kāi)，轉(zhuǎn)化為適合人眼的正常平面視圖，如圖5所示。

圖5 平面展開(kāi)實(shí)景圖

（3）能降低成本。相比采用傳統(tǒng)攝像機(jī)的安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用全方位取景的360°攝像機(jī)，可以有效降低攝像機(jī)數(shù)量，并縮減在多輸入硬盤(pán)錄像機(jī)方面的投入，還可降低施工的布線難度，并節(jié)省后續(xù)維護(hù)費(fèi)用。

（4）可接入已有的安防視頻監(jiān)視系統(tǒng)。該機(jī)可以無(wú)縫接入已有的模擬安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)，擴(kuò)展性較好。用同軸電纜與普通的硬盤(pán)錄像機(jī)接續(xù)，即可實(shí)現(xiàn)360°全景監(jiān)控。

（5）能完全取代傳統(tǒng)高速球機(jī)中電機(jī)驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)控制系統(tǒng)。該機(jī)具有虛擬PTZ技術(shù)，可完全取代傳統(tǒng)高速球機(jī)中電機(jī)驅(qū)動(dòng)的云臺(tái)控制系統(tǒng)，并可使回放圖像時(shí)，體驗(yàn)Zoom ln/Out及旋轉(zhuǎn)等操作。由于有了虛擬PTZ技術(shù)，使實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)變得更為容易，且將減少機(jī)械電機(jī)部件，從而減少設(shè)備功耗和發(fā)熱，減少器件摩擦損耗，延長(zhǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的使用壽命。

三、360°全景攝像機(jī)的具體應(yīng)用