[发明专利]全景凝视网络摄像机构建方法与装置

说明书

技术领域：

本发明涉及视频监控技术，特指一种全景凝视网络摄像机构建方法与装置。

背景技术：

目前，在视频监控领域中全景技术的应用越来越广泛，全景监控技术通过采用折反射全向成像装置或鱼眼镜头，捕获装置周围360度范围内的场景信息，从而生成包含360度全方位场景信息的环状全向图像。但是，全向图像中的场景存在变形情况，且图像是环状不符合人眼观察习惯，因此在获得全向图像后需要对全向图像进行处理，使用计算机软件展开生成适合人眼直接观察的长条状的柱面全景图像。凭借360度全方位视野的优点，全景监控技术在视频监控领域得到广泛的应用。

然而，随着该领域研究的不断深入，展开生成的柱面全景图像分辨率较低的缺陷越来越显著。对于近处的物体或区域，采用普通的全景成像装置或鱼眼镜头生成展开的柱面全景图像尚还能辨识清楚，但对于稍远的物体或区域，就显得模糊不清，不能进行有效的辨识，也不能进行重点观察。而在视频监控应用中，往往要求有目标识别、目标定位等功能，需要对关键区域进行重点凝视、对运动目标进行跟踪监视等。因此，上述存在于普通全景监控设备或鱼眼镜头的缺陷成为了严重制约其应用的瓶颈。

单纯提高传统摄像机或鱼眼镜头的分辨率显然不能有效解决这一问题。首先，由于成像组件本身的加工难度就较高，很难再做到进一步的提高，而且即使分辨率得到了提高，其成本也会随之大幅提高，因此难以普及；其次，普通全景成像装置和鱼眼摄像机的成像机理也制约着最终展开生成的柱面全景图像的分辨率。对于普通全景成像装置而言，由于折反射全向成像具有水平360度宽广视野，而传统摄像机成像的水平张角通常只有60度左右，因此同样尺寸的空间目标在全向图像中占有的像素数目相对明显偏低；此外，全向图像的内环像素数明显低于外环，在同样的径向跨度中成像的像素分辨率由内向外逐渐增大，即全向图像内环与外环的切向分辨率相差悬殊，内环欠采样而外环相对浪费，导致全向成像的分辨率分布严重不均匀。也就是说，真实场景空间中不同位置面积相等的两个区域经折反射成像后，在全向成像平面上对应的成像区域面积大小不一致，从而导致折反射全向图投影展开为柱面全景图像后，图像清晰程度不均匀。对于鱼眼摄像机而言，也同样存在着全向图像内环与外环的切向分辨率相差悬殊的问题，从而也会导致图像清晰程度不均匀的情况产生。

依靠后期图像处理对分辨率进行增强虽然有一定的效果，但仍然非常有限，同时对实时监控会造成一定的影响。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：针对普通全景成像装置或鱼眼镜头展开生成的柱面全景图像分辨率较低，不能对感兴趣区域和目标物体进行重点观察和凝视的问题，提出了一种全景凝视网络摄像机构建方法与装置，通过全景摄像机和高速球的密切配合，不仅能够实现360度全方位视野的监控，而且能够对全景图像中选定的感兴趣区域进行重点观察和凝视，同时能够实现对识别目标的自动跟踪凝视，从而为全景监控技术的后续应用奠定了很好的基础。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种全景凝视网络摄像机构建方法与装置，包括高速球和全景摄像机两个部分；其中，全景摄像机包括相互连接的全景成像器件和图像处理电路板；全景摄像机和高速球通过各自的网络接口与外部监控设备相连接；全景相机用以获取360度视野的全向图像，并展开生成柱面全景图像；高速球用以获取感兴趣区域的凝视图像；通过全景摄像机和高速球的密切配合，对于全景图像中选定的感兴趣区域，高速球能够快速自动定位到该区域进行凝视监控；对于识别的目标，高速球能够自动进行跟踪凝视监控；外部监控设备通过网络接口对生成的全景图像和凝视图像进行显示，同时通过高速球的网络接口控制其在三维空间中的运动和聚焦。

作为优选方案，所述高速球的分辨率为100万像素，能够进行20倍的聚焦放大。

作为优选方案，所述全景摄像机中的全景成像器件采用的是相互连接的成像组件和鱼眼镜头。

进一步，所述成像组件可以为CCD成像组件或CMOS成像组件。

作为优选方案，高速球和全景摄像机都位于半球透明罩内，高速球固定于顶部的中央位置，全景摄像机位于高速球的正下方，固定于半球透明罩的底部。连接全景摄像机的网线和电源线必定会经过高速球的某段监控区域，由于这两种线都较粗，因此会造成一定的遮挡。考虑到高速球的功能是聚焦在远处区域，重点是对远处的目标区域进行放大观察，近处较细的线不会起到遮挡效果，而网线是由四根细小的子线构成，电源线是由两根细小的子线构成，因此将网线和电源线拆分为了六根细小的子线，分开紧贴高速球的边缘走线。

作为优选方案，所述外部监控设备为计算机。