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(huì)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(jì)算攝影技術(shù)工程研究中心）在計(jì)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(zhǎng)春光機(jī)所等國內(nèi)一流科研機(jī)構(gòu)，并廣泛吸納社會(huì)各類高科技人才，組成了一支年富力強(qiáng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，采用新一代高清全景視頻實(shí)時(shí)變換、超高分辨率圖像實(shí)時(shí)處理、IS

2、P智能圖像算法設(shè)計(jì)、海量圖像分布式存儲(chǔ)等多種前沿技術(shù)，設(shè)計(jì)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(yùn)行模式。目前，公司一系列具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)水平的產(chǎn)品已在多項(xiàng)國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用，并屢獲用戶好評(píng)。 “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(zhǔn)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，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(huì)金獎(jiǎng)，軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等榮譽(yù)，在載人航天飛行、奧運(yùn)會(huì)開閉幕式、北京天安門廣場(chǎng)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(tái)、湖南衛(wèi)視、天津衛(wèi)視、長(zhǎng)沙晚報(bào)等新聞媒體得到多次報(bào)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(tái)攝像機(jī)就能對(duì)180或360度范圍進(jìn)行成像、從而實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有目標(biāo)進(jìn)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(tái)攝像機(jī)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(tái)攝像機(jī)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(duì)路口情

4、況形成整體感全景攝像機(jī)可以構(gòu)建連續(xù)完整的時(shí)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(duì)于這樣一個(gè)十字路口，傳統(tǒng)攝像機(jī)需要多臺(tái)才能做到各路口的完全覆蓋，而全景攝像機(jī)只需一臺(tái)即可實(shí)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(dá)到最優(yōu)。更少的攝像機(jī)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(jī)視頻監(jiān)控畫面監(jiān)控視角涵蓋整個(gè)會(huì)議室，無死角，無盲區(qū)采用電子PTZ功能，可以實(shí)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(jī)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(yuǎn)圖像的分辨率越低，造成邊緣圖像細(xì)節(jié)的損失。 為解決這一問題，我們獨(dú)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(shí)測(cè)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(dú)創(chuàng)性環(huán)眼鏡頭2 高效圖像實(shí)時(shí)矯正算法 由于環(huán)眼全景原始圖像存在較為嚴(yán)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(xí)慣的透視投影圖像，而矯正算法的優(yōu)劣對(duì)成像質(zhì)量、糾正效果與圖像實(shí)時(shí)性起著關(guān)鍵的作用。 “高效圖像實(shí)時(shí)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(shí)僅

6、12.48 ms（幀率80fps），充分滿足了對(duì)圖像矯正質(zhì)量與實(shí)時(shí)性的要求。快速實(shí)時(shí)矯正算法 - 360全景畫面3 高魯棒性的顏色恒常性算法 運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的攝取、識(shí)別與還原是視頻監(jiān)控的最終目標(biāo)，在這一過程中既要保證目標(biāo)的顏色準(zhǔn)確，又要保證目標(biāo)背景顏色的穩(wěn)定。受外界光源、背景輕微運(yùn)動(dòng)及噪聲的影響，視頻圖像的目標(biāo)和背景顏色常常會(huì)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(shí)時(shí)性與圖像處理簡(jiǎn)單化的前提下，很好地解決了圖像顏色擾動(dòng)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(jī)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(bǔ)光照明，但此時(shí)圖像被轉(zhuǎn)換為黑白顏色，且不正確的紅外LED補(bǔ)光會(huì)造成圖像的模糊或明暗反差過大，而對(duì)于全景攝像機(jī)，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(chǎng)均勻補(bǔ)光的。 計(jì)算攝影技術(shù)工程研究中心從很早就開始注意到這個(gè)問題，并在超微光感知(Ultra Low-Light Sensitivity)技術(shù)上進(jìn)行了廣泛的探索和研究，面對(duì)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(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像中高噪聲部分的強(qiáng)力抑制，有效還原了圖像應(yīng)有的色彩與品質(zhì)，該項(xiàng)技術(shù)已達(dá)國際領(lǐng)先水平。 紅外LED補(bǔ)光下的黑白圖像低照度下包含高強(qiáng)

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(hào)系列產(chǎn)品編號(hào)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(gè)系列， 超過22種不同型號(hào)的產(chǎn)品產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征H5180高清全景攝像機(jī)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(hù)等級(jí)H7超微光 180高清全景攝像機(jī)200萬像素，超低照度、超低噪聲、全彩色，寬動(dòng)態(tài)壁裝，室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護(hù)等級(jí)500萬像素180高清全景攝像機(jī)H Series180高清全景攝像機(jī)H5獨(dú)特設(shè)

9、計(jì)：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(tái)：基于 DSP+FPGA 的異構(gòu)雙核高清視頻高速處理平臺(tái)實(shí)時(shí)矯正：嵌入快速全景圖像矯正算法，實(shí)時(shí)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(jìn)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(shí)域圖像噪聲抑制能力全彩色：擯棄日夜彩轉(zhuǎn)黑模式，全時(shí)域真實(shí)彩色圖像呈現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)：強(qiáng)光抑制與暗部細(xì)節(jié)并重，充分改善明暗對(duì)比強(qiáng)烈下監(jiān)控場(chǎng)景的可見性 500萬像素180高清全景攝像機(jī)H

10、 Series180高清全景攝像機(jī)辦公室180監(jiān)控實(shí)拍視頻截圖深圳濱海大道180全景實(shí)拍視頻截圖H Series180高清全景攝像機(jī)典型應(yīng)用場(chǎng)所H5：街道、廣場(chǎng)、車站、碼頭、路口、機(jī)場(chǎng)、銀行、監(jiān)獄、景區(qū)、車間、學(xué)校、倉庫、體育場(chǎng)館、停車場(chǎng)、小區(qū)、博物館、軍事設(shè)施等H7：上述場(chǎng)所中夜晚光線較差的地點(diǎn)。H5型180全景攝像機(jī)天安門廣場(chǎng)實(shí)拍視頻H Series180高清全景攝像機(jī)產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征P1360高清全景攝像機(jī)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(jī)200萬像素，環(huán)眼鏡頭，超低照度、超低噪聲全彩色，寬動(dòng)態(tài)室內(nèi)應(yīng)用，可頂裝、壁裝*

11、“*”：壁裝時(shí)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(jī)P Series360高清全景攝像機(jī)產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征P5室外型360高清全景攝像機(jī)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(hù)等級(jí)P7室外型超微光360高清全景攝像機(jī)200萬像素，環(huán)眼鏡頭，超低照度、超低噪聲、全彩色，寬動(dòng)態(tài)室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護(hù)等級(jí)500萬像素室外型360高清全景攝像機(jī)P Series360高清全景攝像機(jī)P1/P3P5/P7P Series360高清全景攝像機(jī)P1/P5獨(dú)特設(shè)計(jì)：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(shí)時(shí)矯正：客戶端嵌入快速全景圖像矯正算法，實(shí)時(shí)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(jìn)技術(shù)：( P1/P5基礎(chǔ)上增加 )高效平臺(tái)：基于 DSP+FPGA 的異構(gòu)雙核高清視頻高速處理平臺(tái)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(shí)域圖像噪聲抑制能力全彩色：擯棄日夜彩轉(zhuǎn)黑模式，全時(shí)域真實(shí)彩色圖像呈現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)：強(qiáng)光抑制與暗部細(xì)節(jié)并重，充分改善明暗對(duì)比強(qiáng)烈下監(jiān)控場(chǎng)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(jī)實(shí)拍圖片P Series360

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

14、”聯(lián)動(dòng)室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護(hù)等級(jí)G Series高清全景凝視攝像機(jī)180高清全景攝像機(jī)+1080P高清高速球系統(tǒng)特點(diǎn)： 針對(duì)目前監(jiān)控?cái)z像機(jī)“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(diǎn)”與全景攝像機(jī)的“面”完美搭配組合，實(shí)現(xiàn)由“面”及“點(diǎn)”的一鍵式操控，點(diǎn)擊全景畫面的任何一個(gè)位置，系統(tǒng)可立即調(diào)度高速球轉(zhuǎn)到預(yù)定監(jiān)視點(diǎn)，使監(jiān)控全局與局部細(xì)節(jié)一覽無遺。先進(jìn)技術(shù)： 全景攝像機(jī)與高速球在空間中的三重位置對(duì)應(yīng)關(guān)系是決定“點(diǎn)-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(jī)的空間配準(zhǔn)方法 ”成功實(shí)現(xiàn)了全景攝像機(jī)與高清高速球的精確配準(zhǔn)，配準(zhǔn)精度高達(dá)0.05，響應(yīng)

15、時(shí)間小于0.1秒。應(yīng)用場(chǎng)所： G5：街道、廣場(chǎng)、車站、碼頭、路口、機(jī)場(chǎng)、監(jiān)獄、體育場(chǎng)館、旅游區(qū)、停車場(chǎng)、倉庫、小區(qū)、博物館、軍事設(shè)施等需監(jiān)控的場(chǎng)所。 G7：上述場(chǎng)所中夜晚光線較差的地點(diǎn)。G Series高清全景凝視攝像機(jī)180高清全景攝像機(jī)+1080P高清高速球全景凝視攝像機(jī)操作實(shí)拍視頻G Series高清全景凝視攝像機(jī)與國外高清全景攝像機(jī)對(duì)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(dòng)性價(jià)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(jī)長(zhǎng)沙交警支隊(duì)（五一大道 長(zhǎng)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(jī)系統(tǒng)）湖南永州火車站廣場(chǎng)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(jī)實(shí)拍視頻（1M帶寬，衛(wèi)星傳輸）系列產(chǎn)品編號(hào)系列產(chǎn)品編號(hào)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(hào)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征U2超高清180全景攝像機(jī)1200萬像素，全實(shí)時(shí)多碼流，超低照度，超低噪聲，全彩色，寬動(dòng)態(tài)，千兆網(wǎng)口室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護(hù)等級(jí)U4超高清360全景攝像機(jī)1200萬像素，全實(shí)時(shí)多碼流，超低照度，超低噪聲，全

17、彩色，寬動(dòng)態(tài)，千兆網(wǎng)口室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護(hù)等級(jí)U Series 先進(jìn)技術(shù)：超高清：1200萬像素高清晰度，全場(chǎng)景無死角監(jiān)控全實(shí)時(shí)多碼流：實(shí)時(shí)傳輸多格式碼流，以備不同類型客戶端實(shí)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(yuǎn)距離、超遠(yuǎn)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(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)即可呈現(xiàn)全景超高清畫面U Series超高清全景攝像機(jī)產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品特征U6超高清180全景攝像機(jī)3000萬像素，全實(shí)時(shí)多碼流，超低照度，超低噪聲，全彩色，寬動(dòng)態(tài)，千兆網(wǎng)口室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護(hù)等級(jí)U

18、8超高清360全景攝像機(jī)3000萬像素，全實(shí)時(shí)多碼流，超低照度，超低噪聲，全彩色，寬動(dòng)態(tài)，千兆網(wǎng)口室內(nèi)外應(yīng)用，IP66防護(hù)等級(jí)U Series 先進(jìn)技術(shù)：超高清：3000萬像素高清晰度，全場(chǎng)景無死角監(jiān)控全實(shí)時(shí)多碼流：實(shí)時(shí)傳輸多格式碼流，以備不同類型客戶端實(shí)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(yuǎn)距離、超遠(yuǎn)距離圖像傳輸U(kuò) Series超高清全景攝像機(jī) 廣泛適用于超高清晰度要求的廣場(chǎng)、車站、機(jī)場(chǎng)、監(jiān)獄、體育場(chǎng)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(chǎng)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(jī)。 該攝像機(jī)由多個(gè)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(jī)拼接可以滿足不斷增長(zhǎng)的攝像機(jī)像素水平提升的需求，但拼接（特別是實(shí)時(shí)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(jī)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(xiàng)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(jī)。1400萬像素CMOS成像