數(shù)字高清全景技術(shù)與產(chǎn)品

1、高清全景攝像技術(shù)與產(chǎn)品湖南源信光電科技有限公司目錄Index 湖南源信光電科技有限公司創(chuàng)建于2013年3月，是響應(yīng)黨中央十八大“軍民融合式發(fā)展”戰(zhàn)略規(guī)劃精神，由湖南省政府與國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)共同組建的湖南省產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新研究院發(fā)起，并引入社會資本成立的一家新型高科技企業(yè)。公司依托國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院（計算攝影技術(shù)工程研究中心）在計算攝影學(xué)領(lǐng)域歷經(jīng)十余載的深厚技術(shù)積累及眾多研究專利，以多位教授、博士生導(dǎo)師、博士研究生為核心，聯(lián)合中科院長春光機所等國內(nèi)一流科研機構(gòu)，并廣泛吸納社會各類高科技人才，組成了一支年富力強的研發(fā)團隊，采用新一代高清全景視頻實時變換、超高分辨率圖像實時處理、IS

2、P智能圖像算法設(shè)計、海量圖像分布式存儲等多種前沿技術(shù)，設(shè)計開發(fā)出一系列高清、超高清視頻系統(tǒng)產(chǎn)品，并形成了一套完整的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與系統(tǒng)集成的企業(yè)化運行模式。目前，公司一系列具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)和行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)水平的產(chǎn)品已在多項國家重點工程項目中得到成功應(yīng)用，并屢獲用戶好評。 “源于新、立于信”（Vision drives change），憑借持續(xù)創(chuàng)新、勇攀高峰的企業(yè)精神，我們將以不斷滿足客戶需求，追尋科技發(fā)展前沿，打造高水準研發(fā)團隊，引領(lǐng)行業(yè)產(chǎn)品未來作為公司矢志不渝的戰(zhàn)略發(fā)展方向，逐步深化企業(yè)管理、努力踐行客戶承諾，著力將企業(yè)打造成為全球卓越的專業(yè)產(chǎn)品公司和行業(yè)的領(lǐng)軍者。 相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)先后獲

3、得全國發(fā)明博覽會金獎，軍隊科技進步一等獎等榮譽，在載人航天飛行、奧運會開閉幕式、北京天安門廣場監(jiān)控等國家重大任務(wù)中獲得成功應(yīng)用。 相關(guān)成果被中央電視臺、湖南衛(wèi)視、天津衛(wèi)視、長沙晚報等新聞媒體得到多次報道。什么是高清全景攝像技術(shù)？為什么需要高清全景攝像技術(shù)？湖南源信擁有哪些高清全景攝像技術(shù)？什么是高清全景攝像技術(shù)？高清全景攝像技術(shù)是指通過單臺攝像機就能對180或360度范圍進行成像、從而實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有目標進行同步監(jiān)控的高清攝像技術(shù)。為什么需要全景攝像技術(shù)？需要多臺攝像機取景造成圖像分割無法看到路口全貌為什么需要全景攝像技術(shù)？多臺攝像機交叉取景即便是各畫面間存在重疊的部分監(jiān)控者仍很難對路口情

4、況形成整體感全景攝像機可以構(gòu)建連續(xù)完整的時空形態(tài)規(guī)避了畫面分割所帶來的視覺誤差和思考疲勞，監(jiān)控者更有身臨其境的整體感覺 對于這樣一個十字路口，傳統(tǒng)攝像機需要多臺才能做到各路口的完全覆蓋，而全景攝像機只需一臺即可實現(xiàn)全景監(jiān)控。有效的降低了布線難度、降低了預(yù)算、使設(shè)備功耗與管理成本達到最優(yōu)。更少的攝像機用量，降低了布線難度與預(yù)算，功耗與管理成本也顯著下降。更好的監(jiān)控效果360高清全景攝像機視頻監(jiān)控畫面監(jiān)控視角涵蓋整個會議室，無死角，無盲區(qū)采用電子PTZ功能，可以實現(xiàn)像高速球一樣的監(jiān)控效果高邊緣分辨率環(huán)眼鏡頭 通常情況下，大多數(shù)360全景攝像機采用的是魚眼鏡頭，由于魚眼鏡頭光學(xué)結(jié)構(gòu)的特殊性，使其所采

5、集的圖像離中心越遠圖像的分辨率越低，造成邊緣圖像細節(jié)的損失。 為解決這一問題，我們獨創(chuàng)性研發(fā)出“環(huán)眼鏡頭”，在圖像邊緣獲得了較高的清晰度，使整幅圖像的像素分辨率分布更為均勻，提升了360全景攝像的整體像素水平。 實測情況下，環(huán)眼鏡頭比傳統(tǒng)魚眼鏡頭在邊緣的圖像分辨率上提升約30%。1 獨創(chuàng)性環(huán)眼鏡頭2 高效圖像實時矯正算法 由于環(huán)眼全景原始圖像存在較為嚴重的扭曲變形，必須經(jīng)過矯正后才能生成符合人眼視覺習慣的透視投影圖像，而矯正算法的優(yōu)劣對成像質(zhì)量、糾正效果與圖像實時性起著關(guān)鍵的作用。 “高效圖像實時矯正”采用專利的八向?qū)ΨQ重用快速展開算法，可將高清全景原始圖像快速展開為高清全景柱面圖，其用時僅

6、12.48 ms（幀率80fps），充分滿足了對圖像矯正質(zhì)量與實時性的要求?？焖賹崟r矯正算法 - 360全景畫面3 高魯棒性的顏色恒常性算法 運動目標的攝取、識別與還原是視頻監(jiān)控的最終目標，在這一過程中既要保證目標的顏色準確，又要保證目標背景顏色的穩(wěn)定。受外界光源、背景輕微運動及噪聲的影響，視頻圖像的目標和背景顏色常常會發(fā)生不同程度的改變，造成還原顯示的圖像“失真”。 高魯棒性顏色恒常性算法即是為解決這一問題而產(chǎn)生的，它采用基于圖像塊差分與灰邊緣假設(shè)的顏色恒常性算法，在保證視頻實時性與圖像處理簡單化的前提下，很好地解決了圖像顏色擾動與失真的問題。 在極低照度環(huán)境中（0.01Lux以下），普通攝

7、像機如人眼一樣是無法看到圖像的，通常的做法是采用紅外LED補光照明，但此時圖像被轉(zhuǎn)換為黑白顏色，且不正確的紅外LED補光會造成圖像的模糊或明暗反差過大，而對于全景攝像機，因其監(jiān)視角度很大，很難采用紅外LED照明的方式為現(xiàn)場均勻補光的。 計算攝影技術(shù)工程研究中心從很早就開始注意到這個問題，并在超微光感知(Ultra Low-Light Sensitivity)技術(shù)上進行了廣泛的探索和研究，面對暗光情況下圖像已被噪聲淹沒的現(xiàn)象，最新的專利“雙階3D去噪算法”已經(jīng)實現(xiàn)了對圖像中高噪聲部分的強力抑制，有效還原了圖像應(yīng)有的色彩與品質(zhì)，該項技術(shù)已達國際領(lǐng)先水平。 紅外LED補光下的黑白圖像低照度下包含高強

8、度噪聲的圖像通過雙階3D去噪算法后呈現(xiàn)的彩色圖像4 雙階 3D 去噪算法系列產(chǎn)品編號系列產(chǎn)品編號HH5、H7UU2、U4、U6、U8PP1、P3、P5、P7RRxyNN1、N3CCxDD0、D00、D5、D7JJxGG5、G7MMx我們已經(jīng)或正在研發(fā)的包括10個系列， 超過22種不同型號的產(chǎn)品產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征H5180高清全景攝像機500萬像素，彩色/黑白日夜轉(zhuǎn)換壁裝，室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級H7超微光 180高清全景攝像機200萬像素，超低照度、超低噪聲、全彩色，寬動態(tài)壁裝，室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級500萬像素180高清全景攝像機H Series180高清全景攝像機H5獨特設(shè)

9、計：高感度：第三代 500 萬像素 CMOS 圖像采集器件環(huán)眼鏡頭：比普通魚眼鏡頭邊緣畸變更少，分辨率提升近30% 高效平臺：基于 DSP+FPGA 的異構(gòu)雙核高清視頻高速處理平臺實時矯正：嵌入快速全景圖像矯正算法，實時修正變形圖像高壓縮比：智能型超高壓縮率視頻壓縮算法 H7 先進技術(shù)：( H5基礎(chǔ)上增加 )超低照度：采用高感光性 200萬像素CMOS器件，提升暗光下圖像采集能力超低噪聲：內(nèi)嵌雙階3D去噪算法，大幅提升全時域圖像噪聲抑制能力全彩色：擯棄日夜彩轉(zhuǎn)黑模式，全時域真實彩色圖像呈現(xiàn)寬動態(tài)：強光抑制與暗部細節(jié)并重，充分改善明暗對比強烈下監(jiān)控場景的可見性 500萬像素180高清全景攝像機H

10、 Series180高清全景攝像機辦公室180監(jiān)控實拍視頻截圖深圳濱海大道180全景實拍視頻截圖H Series180高清全景攝像機典型應(yīng)用場所H5：街道、廣場、車站、碼頭、路口、機場、銀行、監(jiān)獄、景區(qū)、車間、學(xué)校、倉庫、體育場館、停車場、小區(qū)、博物館、軍事設(shè)施等H7：上述場所中夜晚光線較差的地點。H5型180全景攝像機天安門廣場實拍視頻H Series180高清全景攝像機產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征P1360高清全景攝像機500萬像素，環(huán)眼鏡頭，彩色/黑白日夜轉(zhuǎn)換室內(nèi)應(yīng)用，可頂裝、壁裝*P3超微光360高清全景攝像機200萬像素，環(huán)眼鏡頭，超低照度、超低噪聲全彩色，寬動態(tài)室內(nèi)應(yīng)用，可頂裝、壁裝*

11、“*”：壁裝時可設(shè)定視角變更為180全景500萬像素室內(nèi)型360高清全景攝像機P Series360高清全景攝像機產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征P5室外型360高清全景攝像機500萬像素，環(huán)眼鏡頭，彩色/黑白日夜轉(zhuǎn)換室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級P7室外型超微光360高清全景攝像機200萬像素，環(huán)眼鏡頭，超低照度、超低噪聲、全彩色，寬動態(tài)室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級500萬像素室外型360高清全景攝像機P Series360高清全景攝像機P1/P3P5/P7P Series360高清全景攝像機P1/P5獨特設(shè)計：高感度：第三代 500 萬像素 CMOS 圖像采集器件環(huán)眼鏡頭：比普通魚眼鏡頭邊緣畸變更少

12、，分辨率提升近30% 實時矯正：客戶端嵌入快速全景圖像矯正算法，實時修正變形圖像高壓縮比：智能型超高壓縮率視頻壓縮算法 P3/P7先進技術(shù)：( P1/P5基礎(chǔ)上增加 )高效平臺：基于 DSP+FPGA 的異構(gòu)雙核高清視頻高速處理平臺超低照度：采用高感光性200萬像素CMOS器件，提升暗光下圖像采集能力超低噪聲：內(nèi)嵌雙階3D去噪算法，大幅提升全時域圖像噪聲抑制能力全彩色：擯棄日夜彩轉(zhuǎn)黑模式，全時域真實彩色圖像呈現(xiàn)寬動態(tài)：強光抑制與暗部細節(jié)并重，充分改善明暗對比強烈下監(jiān)控場景的可見性 原始環(huán)眼鏡頭圖像快速矯正后四畫面分割圖像360全景展開雙畫面吸頂安裝全景360攝像機實拍圖片P Series360

13、高清全景攝像機典型應(yīng)用場所P1/P5：酒店、物業(yè)、學(xué)校、機場、銀行、監(jiān)獄、體育場館、車間、學(xué)校、停車場、倉庫、小區(qū)、博物館、軍事設(shè)施等需監(jiān)控的場所。P3/P7：上述場所中夜晚光線較差的地點。360全景攝像機辦公室實拍視頻P Series360高清全景攝像機產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征G5180高清全景凝視攝像機（“點-面”系統(tǒng)）500萬像素180度全景攝像機+200萬像素高清高速球全景+高速球“一鍵式”聯(lián)動室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級G7超微光180高清全景凝視攝像機（超微光“點-面”系統(tǒng)）200萬像素180度全景攝像機+200萬像素高清高速球超低照度、超低噪聲、全彩色，寬動態(tài)全景+高速球“一鍵式

14、”聯(lián)動室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級G Series高清全景凝視攝像機180高清全景攝像機+1080P高清高速球系統(tǒng)特點： 針對目前監(jiān)控攝像機“看得清卻看不全”“看得全卻看不清”的矛盾，將高清高速球的“點”與全景攝像機的“面”完美搭配組合，實現(xiàn)由“面”及“點”的一鍵式操控，點擊全景畫面的任何一個位置，系統(tǒng)可立即調(diào)度高速球轉(zhuǎn)到預(yù)定監(jiān)視點，使監(jiān)控全局與局部細節(jié)一覽無遺。先進技術(shù)： 全景攝像機與高速球在空間中的三重位置對應(yīng)關(guān)系是決定“點-面”系統(tǒng)精確程度的關(guān)鍵，高清全景凝視系統(tǒng)采用了自有專利的“基于全景高速球一體機的空間配準方法 ”成功實現(xiàn)了全景攝像機與高清高速球的精確配準，配準精度高達0.05，響應(yīng)

15、時間小于0.1秒。應(yīng)用場所： G5：街道、廣場、車站、碼頭、路口、機場、監(jiān)獄、體育場館、旅游區(qū)、停車場、倉庫、小區(qū)、博物館、軍事設(shè)施等需監(jiān)控的場所。 G7：上述場所中夜晚光線較差的地點。G Series高清全景凝視攝像機180高清全景攝像機+1080P高清高速球全景凝視攝像機操作實拍視頻G Series高清全景凝視攝像機與國外高清全景攝像機對比CMOS分辨率幀率（幀/秒）夜晚/白天切換全景鏡頭高速球聯(lián)動性價比MOBOTIX3百萬5否魚眼鏡頭不支持一般我們產(chǎn)品5百萬15幀以上支持/全彩色環(huán)眼鏡頭支持較高德國Mobotix全景360攝像機長沙交警支隊（五一大道 長沙站-湘江一橋全程監(jiān)控）珠海橫琴島

16、碼頭湖南衛(wèi)視全景節(jié)目制作湖南女子監(jiān)獄（高清全景凝視攝像機系統(tǒng)）湖南永州火車站廣場深圳堤岸潮涌監(jiān)控山林火災(zāi)監(jiān)控 廣西玉林十字路口監(jiān)控山西呂梁煤礦高壓縮比180全景攝像機實拍視頻（1M帶寬，衛(wèi)星傳輸）系列產(chǎn)品編號系列產(chǎn)品編號HH5、H7UU2、U4、U6、U8PP1、P3、P5、P7RRxyNN1、N3CCxDD0、D00、D5、D7JJxGG5、G7MMx后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)中產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征U2超高清180全景攝像機1200萬像素，全實時多碼流，超低照度，超低噪聲，全彩色，寬動態(tài)，千兆網(wǎng)口室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級U4超高清360全景攝像機1200萬像素，全實時多碼流，超低照度，超低噪聲，全

17、彩色，寬動態(tài)，千兆網(wǎng)口室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級U Series 先進技術(shù)：超高清：1200萬像素高清晰度，全場景無死角監(jiān)控全實時多碼流：實時傳輸多格式碼流，以備不同類型客戶端實用千兆網(wǎng)口（RJ-45）：滿足超高清大數(shù)據(jù)量的網(wǎng)絡(luò)傳輸光纖網(wǎng)板（可選）：滿足大數(shù)據(jù)量及遠距離、超遠距離圖像傳輸1200萬像素（U2/U4）和 3000萬像素（U6/U8）的超高分辨率+優(yōu)異的超微光性能無需機械轉(zhuǎn)動即可呈現(xiàn)全景超高清畫面U Series超高清全景攝像機產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征U6超高清180全景攝像機3000萬像素，全實時多碼流，超低照度，超低噪聲，全彩色，寬動態(tài)，千兆網(wǎng)口室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級U

18、8超高清360全景攝像機3000萬像素，全實時多碼流，超低照度，超低噪聲，全彩色，寬動態(tài)，千兆網(wǎng)口室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護等級U Series 先進技術(shù)：超高清：3000萬像素高清晰度，全場景無死角監(jiān)控全實時多碼流：實時傳輸多格式碼流，以備不同類型客戶端實用千兆網(wǎng)口（RJ-45）：滿足超高清大數(shù)據(jù)量的網(wǎng)絡(luò)傳輸光纖網(wǎng)板（可選）：滿足大數(shù)據(jù)量及遠距離、超遠距離圖像傳輸U Series超高清全景攝像機 廣泛適用于超高清晰度要求的廣場、車站、機場、監(jiān)獄、體育場館、港口、廠區(qū)、道路、旅游區(qū)、軍事設(shè)施等室內(nèi)外監(jiān)控場所 我們正在集中力量研發(fā)的是1億像素的超高清全景攝像機。 該攝像機由多個成像單元各自攝取圖像后，采取圖像拼合方式拼接成更高像素的圖像。雖然多攝像機拼接可以滿足不斷增長的攝像機像素水平提升的需求，但拼接（特別是實時畫面拼接）過程中極易形成的各畫面亮度、色彩的不均勻以及拼縫明顯的現(xiàn)象，制約了拼接型超高清攝像機的發(fā)展。 經(jīng)過我們近年來的不斷嘗試與努力，已在圖像拼接的關(guān)鍵技術(shù)上取得了多項專利，未來將開發(fā)具有1億像素分辨率的超高清、超微光拼接型攝像機。1400萬像素CMOS成像