Při používání kamerových systémů se objevuje stále více úloh, jejichž nejlepším řešením je kontinuální snímání kruhového panoramatického obrazu. Takový obraz je velmi užitečný u monitorovacích a hlídacích systémů v otevřeném terénu, v rozlehlých halách, velkoplošných prodejnách, na parkovištích atd. Panoramatické systémy jsou velkým přínosem např. i pro webové kamery v horských lyžařských areálech i v přímořských letoviscích.

Obvyklým řešením tohoto problému je otočná kamera, která panoramatický obraz vytváří během svého pohybu. Tato metoda ale vyhoví jen pro statické scény a při velmi dlouhých periodách obnovování obrazu. Někdy se pro snímání širokoúhlého obrazu používají i sloupcové scannery s pohyblivým zrcátkem. Ty ale nedokáží vytvořit kruhové panorama a navíc jejich velkou nevýhodou je mechanické složitost, pomalost a nízká citlivost. Pro získání panoramatického obrazu lze např. využít konvexní zrcadlo nebo kameru s rybím okem a obraz poté patřičně geometricky upravit, ale snímání jedné polosféry někdy nemusí stačit.

Zajímavou možností je použití několika kamer s následným sestavením požadovaného panoramatického obrazu. Princip vypadá jednoduše, je zde ale několik nečekaně hlubokých problémů, které lze efektivně vyřešit jen pomocí dosti komplexního programového zpracování obrazu. K hlavním problémům patří:

• je nutná velká mechanická přesnost kamerové hlavy

• úhlová chyba mezi pozicemi objektivů

• často velmi rozdílné světelné podmínky v obrazech jednotlivých kamer

• různé požadavky na vyvážení bílé v obrazech jednotlivých kamer

• statisticky rozptýlené chyby převodních funkcí různých objektivů (úhly na pixely)

• vysoký objem jalových i efektivních dat

Pro naše řešení jsme zvolili kamerovou hlavu se čtyřmi kamerami. Jsou použity kvalitní digitální kamery DataCam s vysokou dynamikou a velmi nízkým šumem. Navíc ještě přední krycí čočky reagují na světlo svým zatmavováním a tak se kamerová hlava vyznačuje výjimečnými schopnostmi zpracovat i scény se silnými světly i temnými stíny. CCD čipy jsou orientovány na výšku a tak je na minimum omezeno množství snímaných jalových dat. Navíc kamerová hlava disponuje i značně velkým zorným úhlem ve svislém směru. Kamerová hlava nevidí jen do velmi malého prostoru přímo pod a nad sebe. Efektivitu řešení zvyšuje digitalizace obrazu paralelně ve čtyřech kamerách a datový tok ve čtyřech paralelních USB 2.0 kanálech.

To nejzajímavější se ale skrývá v programovém vybavení pro grafický procesor. Dokonalých výsledků lze dosáhnou jedině za podmínky vysoce přesné kalibrace kamerové hlavy. Pouze mechanicky a opticky jsou požadavky na přesnost nesplnitelné. Vše dokáže vyřešit pouze programové vybavení ve spolupráci s kvalitními hardwarovými bikubickými interpolátory současných GPU. Geometrické transformace obrazu jsou zde jen posledním stupněm zpracování, velký význam má kvalita dat z kamer a kvalita pokročilých algoritmů debayerizace a filtrace.

Uvedením kamerových virtuálních přístrojů do systému Control Web verze 6 se uživatelům otevřou nové velmi atraktivní možnosti pro jejich aplikační programy.

^rc@mii.cz