全景攝像機（亦稱360 度、魚眼攝像機）在安防市場發(fā)展已經(jīng)超過10 年，早期因為影像攤平技術(shù)有專利開發(fā)限制、影像線條不準確等問題，影響市場使用意愿。隨著影像傳感器（sensor）分辨率及影像攤平技術(shù)的不斷提升，全景攝像機的大范圍可視角特性、一臺抵多臺、多元操作方式等優(yōu)勢，也讓市場應(yīng)用更為普遍。
根據(jù)市場調(diào)查機構(gòu)Market Research Future 所發(fā)表的全景攝像機市場報告指出，全球全景攝像機市場從2016 ～ 2022 年將會有兩位數(shù)以上的成長率，并預(yù)估其市場總額將會達到360億美元。其中，北美市場因犯罪率問題，將帶動當?shù)貙τ诟呓馕?、低功耗全景攝像機的需求。
全景攝像機特色、優(yōu)勢及應(yīng)用
以全景攝像機的技術(shù)來看，主要有兩大特點：
1、攤平方式：全景攝像機的攤平技術(shù)大致可分為硬件解析跟軟件解析兩種。早期軟件攤平技術(shù)因算法龐大，非常消耗計算機CPU資源，反而容易造成監(jiān)控軟件的不穩(wěn)定。因此開始有芯片廠商投入硬件攤平技術(shù)的開發(fā)，包括：安霸、海思等廠商都有推出相關(guān)芯片。
2、照攝角度：搭配魚眼鏡頭，依據(jù)攝像機裝設(shè)位置進行180 度（墻面、走廊、接待處）或360度（天花板、地板) 視角的圖像處理。魚眼鏡頭的立體視角往往大于半個球形視野，在設(shè)定攝像機原生光軸為攝像機方向前提下，除了可以觀察到前方的影像外，也可以看到包含上、下、左、右的影像視訊，以及任何選定的空間方向觀察視野景物。專利期限已過的USPTO 5185667 詳細揭露由理想投射模型來演繹選定參考特定方位角度的針孔正規(guī)影像的方法學(xué)，這是時下到處可及的360 度魚眼球形攝像機演繹模型的技術(shù)數(shù)據(jù)。
基于上述特點，全景攝像機也因而展現(xiàn)其較一般監(jiān)控攝像機更為突顯的優(yōu)勢，包括：
超廣角監(jiān)控：由于全景攝像機能提供180度甚至360度全視野的影像范圍，可以避免傳統(tǒng)固定鏡頭攝像機限定視角，而產(chǎn)生監(jiān)控死角的問題。
降低攝像機建置成本：一臺全景攝像機能夠提供大范圍環(huán)場影像，可大幅降低固定鏡頭攝像機總體裝置成本。
此外，車用系統(tǒng)是另一個較普遍使用全景攝像機的場合，目前市場上的產(chǎn)品主要是利用大視角針孔攝像機取得影像，再進行簡單的影像調(diào)整，較未能發(fā)揮環(huán)周或環(huán)球場域的特性，也因此仍有失真影像的情況出現(xiàn)。
突破：如何完美呈現(xiàn)小空間全景影像？
事實上，目前的全景（魚眼）攝像機幾乎找不到在小空間（對象）的應(yīng)用實例，這是來自現(xiàn)有成像的建模方法一般會把攝像機裝置當成一個參考點，而了減低建構(gòu)入射光路途徑的角度偏差，經(jīng)常必須使用在比較大的空間，這也呼應(yīng)了目前全景攝像機適合應(yīng)用于廣大場域的特色。
然而，明志科技大學(xué)工程學(xué)院電子系暨智能醫(yī)療研究中心「全景影像監(jiān)控實驗室」（MOILAB）參考 I- 565735 及I- 565736實作MOIL-A 及MOIL-B 算法的儀器裝置，以自行發(fā)展專用的AI 機械學(xué)習模塊來對一般全景攝像機執(zhí)行自由投射模式建模，能將低價位的魚眼相機影像映像成符合于理想核心模型的球形坐標表面，用來擴展全景攝像機的技術(shù)應(yīng)用范疇。
MOIL-A：不限魚眼鏡頭，亦可呈現(xiàn)全景畫面
MOIL-A是根據(jù)I565735 所揭露的「離散式自由投射模型」為基礎(chǔ)，所開發(fā)出的全景（魚眼）影像成像系統(tǒng)。「離散式」意指任何的一個像素（像素）點都能結(jié)合對應(yīng)的入射光線路徑，來組成一具有虛擬焦距的單點針孔攝像機。「自由模型」是指影像平面的各個像素的該單點與針孔單點攝像機互相獨立，而且規(guī)格是容許自由變異的。而基于上述理論制作的「MOIL-A」，是以外界一個實體絕對坐標為原點，藉由開發(fā)裝置及專屬用途的機械學(xué)習方法引導(dǎo)每個像素尋找自己專屬的入射光路徑的空間絕對坐標，是跳脫一般將平面影像的組成，解釋映像到專一圓形函數(shù)投射模式的建模方法。因此，MOIL-A不限于處理一般的魚眼裝置，而適合用來建模各類自由規(guī)格的鏡頭，例如：仿生（Bio-inspired）人體神經(jīng)的非典型圓形函數(shù)瞳孔鏡頭。
MOIL-B：自創(chuàng)EPB 機械學(xué)習法
MOIL-B 是根據(jù) I565736 內(nèi)容并延申自創(chuàng)EPB（Emsembled Progressive Boost）機械學(xué)習方法學(xué)，用來評估常見的將圓形投射函數(shù)當成回歸模型的適用性質(zhì)。實務(wù)檢測實驗室可及的全景攝像機，發(fā)現(xiàn)跟完美模型都有些不規(guī)則的差異?？v然如此，MOIL-B演繹得到的特性焦距卻可以非常接近規(guī)格書所公布的規(guī)格。因此，MOILA-B 不受前面既有技術(shù)的限制，即能處理到5cm紙盒或是管狀對象，且不需采用針孔模式出發(fā)的立體度量學(xué)（stereoscope）程序，直接以魚眼影像的視角編碼內(nèi)容來執(zhí)行3D 影像度量，能滿足更細微空間（例如：內(nèi)視鏡）的全景影像攫取需求。
【本文作者張創(chuàng)然為明志科技大學(xué)工學(xué)院電子工程系助理教授，其帶領(lǐng)之「全景影像監(jiān)控實驗室」10 多年來潛心研究「MOIL 全景（魚眼）影像技術(shù)，并取得多項重大成果?！?/strong>
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