Панорамные камеры для видеонаблюдения

Одна панорамная камера способна заменить несколько фиксированных и эффективнее поворотной.

Панорамные камеры с полем зрения 180 и 360° пользуются все большим спросом. Одна такая камера способна заменить несколько фиксированных. При установке в стратегических узлах они позволяют видеть всю картину целиком при минимуме слепых зон. Постепенно эти устройства начинают вытеснять поворотные PTZ-камеры, которые чаще всего использовались ранее для кругового обзора.

Традиционным решением для кругового контроля являются поворотные камеры с увеличительным объективом (Pan, Tilt, Zoom, PTZ). На рынке представлены PTZ-камеры всех форм и размеров, однако наиболее распространенным является купольный конструктив. Оснащенные моторизованным механизмом, такие устройства способны контролировать объекты в 180- и 360-градусном секторах обзора, а благодаря высокому разрешению и мощному зуму позволяют разглядеть все детали, в том числе на большом удалении. Камера может быть настроена на автоматическое перемещение между заданными положениями в предопределенной последовательности. К сожалению, глаз на затылке нет и у них, поэтому при возникновении инцидента камера нередко оказывается направлена в другую сторону.

Это вызывает интерес к альтернативным подходам, которые позволили бы охватить всю территорию одним взглядом. Любопытное решение предложила компания HGH Infrared Systems. Ее вращающаяся система Spynel-S Panoramic Detection System обеспечивает круговой обзор, совершая один оборот в секунду. Она позволяет получить панорамное изображение с разрешением 30 Мпикс и обнаружить человека на расстоянии до 6 км. Однако это не камера видеонаблюдения в привычном смысле, поскольку в ней используется только инфракрасный сенсор (Mid-Wave InfraRed, MWIR), да и предназначена она исключительно для охраны периметра и детектирования несанкционированного проникновения на обширные территории, например в зону порта.

Между тем все большее распространение получают панорамные камеры. Одна такая камера способна заменить несколько фиксированных и эффективнее поворотной, поскольку обеспечивает одновременный обзор всей территории при меньшем числе слепых зон.

Камеры с «рыбьим глазом»

Объективы «рыбий глаз» применяются в фотографии около 100 лет, однако в камерах видеонаблюдения они стали устанавливаться относительно недавно — после появления мегапиксельных сенсоров. Оуществлять круговой обзор на базе традиционных аналоговых устройств не имело смысла, поскольку на полученном изображении невозможно было разобрать детали, для восстановления которых к современным цифровым изображениям применяются специальные алгоритмы компенсации (см. подробнее следующий раздел).

Камера представляет собой купольный конструктив. Для получения панорамного изображения обычно используются один объектив и один сенсор. Благодаря этому стоит она в два, а то и в три раза дешевле, чем многосенсорные панорамные устройства, о которых речь пойдет ниже. Однако камеры «рыбий глаз» позволяют получить четкое изображение на меньшем удалении, чем поворотные камеры с аналогичным сенсором, поэтому подходят для наблюдения за небольшими территориями, прежде всего за помещениями.

Такая «близорукость» вызвана особенностями получения изображения: в камерах «рыбий глаз» применяются те же прямоугольные (или квадратные) сенсоры, что и в обычных камерах видеонаблюдения. Между тем линзы создают круговую проекцию, так что для формирования изображения задействуется только часть пикселей сенсора. Например, в случае 360-градусного кругового изображения и сенсора 4:3 «в тени» оказывается около 40% пикселей. Иначе говоря, при наличии сенсора 5 Мпикс реальное разрешение составляет 3 Мпикс. (В 180-градусной камере круговое изображение подгоняется по ширине сенсора, то есть фактически верх и низ круговой проекции не попадают на сенсор, так что соотношение между номинальным и реальным разрешением оказывается лучше.)

Компенсация искажений

Для получения неискаженного изображения при использовании панорамных камер с объективами «рыбий глаз» применяются специальные алгоритмы компенсации (dewarping). Вероятно, корректнее было бы говорить о приведении к привычному «прямолинейному» виду, поскольку любая проекция трехмерных объектов на плоскость приводит к искажениям. Как бы то ни было, без компенсации полученное изображение выглядит искривленным, особенно на его периферии, где трудно разглядеть детали. Исходный вариант может быть трансформирован в панораму, двойную панораму, различные виды (см. рис. ниже)

Рис. 1. Для получения неискаженного изображения при использовании панорамных камер с объективами «рыбий глаз» применяются специальные алгоритмы компенсации (dewarping)

18.09.2016

Продолжение статьи "Панорамные камеры для видеонаблюдения" читайте в источнике на сайте https://www.osp.ru