W magazynie Twierdza artykuł o opatentowanej technologii Oncam Grandeye – „Dewarping w kamerach Oncam Grandeye. Otrzymujesz więcej, posiadając mniej.” Przeczytaj artykuł Anety Rejman

W magazynie Twierdza artykuł o opatentowanej technologii Oncam Grandeye – „Dewarping w kamerach Oncam Grandeye. Otrzymujesz więcej, posiadając mniej.” Przeczytaj artykuł Anety Rejman

Technologia Dewarpingu w kamerach Oncam Grandeye. Otrzymujesz więcej, posiadając mniej.

Soczewki typu rybie oko, o kącie widzenia równym 180°, używane są w fotografii od lat 60 XX wieku. Dają one znacznie szersze pole widzenia niż tradycyjne soczewki, a powstający obraz przypomina powierzchnię kuli. Z czasem fotografia szerokokątna, a także obiektywy typu fisheye stały się coraz bardziej popularne, tak w fotografii jaki i filmie czy grafice komputerowej. Obecnie tego typu obrazy można uzyskać robiąc zdjęcia lub filmy za pomocą smartfona. Jednak to, co jest powszechne w branży elektroniki użytkowej, wciąż jest nowością w dziedzinie bezpieczeństwa. Jak wspomnieliśmy, kamery wyposażone w obiektyw typu rybie oko są używane od lat, ale wydaje się, że ich rzeczywiste wykorzystanie jest ograniczone ze względu na małą liczbę funkcji i zintegrowanych systemów VMS. Sytuacja zmienia się jednak na lepsze, ponieważ producenci kamer i dostawcy oprogramowania do zarządzania materiałem wizyjnym przywiązują większą wagę do optyki i korzyści dla użytkownika.

 

Monitoring Fisheye (rybim okiem)

Kamery stałopozycyjne, niezależnie od tego, w jaki sposób są zamontowane, obejmują jedynie wąskie pole widzenia i aby uzyskać wystarczający monitoring rozległych terenów potrzeba wielu takich kamer. Z kolei kamery PTZ wymagają ręcznej kontroli i z tego powodu zazwyczaj są skierowane w złe miejsce. Kamera typu rybie oko zamontowana na ścianie lub suficie na środku pomieszczenia lub na zewnątrz, może objąć swoim zasięgiem rozległy teren, nie pozostawiając żadnych martwych punktów. Przy tym nie zawiera ruchomych części oraz nie wymaga ręcznego sterowania. Dzięki temu użytkownik otrzymuje możliwość monitorowania konkretnego miejsca lub bardziej rozległych terenów z wykorzystaniem mniejszej liczby kamer i mniej rozbudowanej infrastruktury. Kamera typu rybie oko gwarantuje pełny nadzór, zmniejsza liczbę potrzebnych kamer ograniczając wymagania dotyczące infrastruktury. Możliwość śledzenia obiektu pojedynczą kamerą to także wspaniałe udogodnienie w przypadku analizy kryminalistycznej oraz retrospekcji. Kamerą dostępną na rynku polskim, która generuje obraz typu rybie oko jest kamera IP Oncam Grandeye 360°. Zakres widzenia kamer z serii Evolution Oncam Grandeye to 360°, kąt widzenia obiektywu 180° hemisferyczny. Czułość na poziomie 0.1 lux. Kamera posiada bardzo dobry obiektyw 185°,  o ogniskowej 1.6 mm, apertura F=2.0. Kamery posiadają matrycę o rozdzielczości 5 megapikseli, rozdzielczość strumieni video od 528×480 do 2144×1944. Kompresję H264 i MJPEG.

 

Zniekształcenia obrazu

Wracając do widoku z kamery rybie oko. Jako, że kamera typu rybie oko używa specjalnej soczewki, która zniekształca obraz w taki sposób, aby uzyskać pojedynczy widok całej sceny, okrągłe obrazy z tego typu kamer nie wykorzystują wszystkich pikseli sensora. Ponadto obraz zmniejsza się, kiedy obiekt porusza się w kierunku granic miejsca objętego monitoringiem, mimo iż sensory obrazu i cyfrowe przetwarzanie obrazu pozwoliły ulepszyć działanie kamery typu rybie oko przy granicach jej pola widzenia.

Obraz przekazywany przez soczewki typu rybie oko ma kształt koła i ulega stałemu lub liniowemu zniekształceniu od centrum do brzegów. Obiekty znajdujące się bliżej kamery wyglądają na większe, a ich rozmiar gwałtownie zmniejsza się, gdy oddalają się od niej. Jest to typowe dla obiektywów szerokokątnych typu rybie oko, gdzie linie proste i równoległe nie zostają zachowane. Odpowiedzią na te problemy jest zastosowanie dewarpingu – procesu technologicznego zastosowanego (i opatentowanego) w kamerach Oncam Grandeye. Zasadę działania dewarpingu można tłumaczyć jako korekcję krzywizn obrazu, polegającą na prostowaniu obrazu zniekształconego pochodzącego z obiektywu rybie oko.

Jak jednak wygląda sytuacja z rzeczywistą rozdzielczością obrazu pochodzącego z kamery typu rybie oko? Przecież kamery typu rybie oko mają mniejszy optyczny sensor obrazu niż kamery stałopozycyjne. Greg Alcorn, Dyrektor Działu Sprzedaży Globalnej Oncam Grandeye przedstawia proste działanie matematyczne, które pozwala użytkownikom końcowym i integratorom dokładnie sprawdzić, jaką rozdzielczość otrzymają. „Większość producentów używa sensora 5 megapikseli lub 2592 na 1944 megapikseli, a obraz jest skalibrowany do wielkości soczewki albo koła wpisanego w prostokąt. W związku z tym, że koło ma średnicę 1944 pikseli i rozdzielczość rzeczywista jest wyliczana na podstawie następującego równania: rozdzielczość rzeczywista równa się powierzchni koła. (W tym przypadku rozdzielczość rzeczywista obrazu o promieniu 972 wynosi 2,9 megapiksela).” Nowatorskie rozwiązanie firmy Oncam Grandeye pozwala na lepsze wykorzystanie matrycy dając w efekcie 3.5 megapiksela rozdzielczości rzeczywistej.

 

Dewarping

Mimo stałej obecności obrazów typu rybie oko w naszej kulturze, ludzkie oko nie jest przyzwyczajone do optycznego zniekształcenia – z tego powodu powstała technologia dewarpingu. Proces ten może odbywać się w kamerze lub po stronie klienta.

Dewarping wykonywany przez kamerę zapewnia bezpośredni przekaz obrazu bez zniekształceń
w zależności od potrzeb użytkownika. Użytkownik może wybrać liczbę obrazów z danego miejsca, jakie mają zostać poddane dewarpingowi, a kamera zajmie się resztą. „Dewarping wykonywany przez kamerę pozwala klientowi uzyskać wirtualny podgląd całego obszaru lub okna o wąskim polu widzenia, które pozostawiają martwe punkty, podobnie jak w przypadku tradycyjnych kamer. Można zmieniać położenie okien używając komend PTZ dla sieci i w ten sposób uzyskać działanie podobne do mechanicznych kamer PTZ” – stwierdził Alcorn. „Jednak dewarping wykonywany przez kamerę uniemożliwia oglądanie nagranego obrazu w widoku 360o, a ta funkcja jest jedną z największych zalet używania kamer 360o. Właśnie dlatego w kamerach Oncam Grandeye zastosowano dewarping po stronie klienta. Według Oncam Grandeye jest to decydująca przewaga, nad dewarpingiem wykonywanym przez kamerę. Ponadto dewarping po stronie klienta umożliwia oglądanie nagranego obrazu, co pozwala użytkownikowi na cofnięcie się w czasie i obejrzenie całej sceny w oryginalnej formie, jak rówież obracać i powiększać obraz 360o według potrzeb. „Dodatkową zaletą wykonywania dewarpingu po stronie klienta jest możliwość oglądania tego samego obrazu przez wielu klientów z różnych perspektyw w tym samym czasie. Nie występuje konieczność dzielenia czasu jak w przypadku tracycyjnych kamer PTZ lub kamer 360o wykonujących dewarping” – dodał Alcorn. Ponadto dewarping po stronie klienta oferuje stosunkowo bardziej elastyczne i retrospektywne oglądanie obrazów.

 

INTEGRACJA VMS

Aby technologia dewarpingu odpowiednio funkcjonowała niezbędna jest integracja
z systemami VMS z pełnym wsparciem. Ograniczona integracja systemu VMS uniemożliwi efektywne wykorzystanie kamer typu rybie oko. Systemy VMS, które są kompatybilne z produktami wielu producentów czy nawet jednym określonym standardem są kluczem do szerszego wykorzystania kamer typu rybie oko.

Oncam Grandeye opracował pakiet narzędzi SDK na wiele platform, który może zostać zintegrowany z oprogramowaniem klienta. Ten potężny zestaw narzędzi ułatwia integrację API kamery oraz integrację narzędzi rozwoju oprogramowania dla technologii dewarpingu, zapewniając użytkownikom końcowym jak najlepsze doświadczenia i możliwość korzystania ze wszystkich funkcji oferowanych przez kamery Oncam Grandeye 360°. “Oferujemy go wraz z naszą opatentowaną technologią dewarpingu przy użyciu OpenGL i technik modelowania 3D, aby odwzorować teksturę obrazu na powierzchni (obiekt 3D wygenerowany przez komputerowy system graficzny). Technologia wykorzystuje najnowocześniejsze procesory graficzne, dzięki czemu zmniejsza się obciążenie głównego procesora. Przeprowadzenie dewarpingu
z wykorzystaniem głównego procesora mogłoby wymagać aż 20% pracy procesora,
w zależności od rozmiaru obrazu i częstotliwości klatek” – stwierdził Alcorn.

Kamera typu rybie oko Oncam Grandeye przynosi znaczące korzyści zarówno instalatorom kamer, jak i użytkownikom końcowym, prowadząc do uproszczenia systemu i redukcji kosztów. Dzięki inteligentnej technologii dewarpingu użytkownik jest w stanie jedną kamerą 360° zastąpić kilkanaście, a z jednego widoku otrzymać kilkadziesiąt. Jest to przełom w dziedzinie monitoringu i nadzoru, którą Oncam Grandeye wciąż rozwija.

 

Czytaj cały artykuł (PDF)