Moravian instruments
Vyhledávání
Hlavní menu
Hlavní stránka
O společnosti
Stažení software
Stažení dokumentů
Obchodní partneři
Registrace
Vstup pro partnery
Produkty
Programový systém Control Web
Strojové vidění VisionLab
Kamery DataCam a  osvětlovače DataLight
Průmyslový počítačový systém DataLab
Vědecké CCD kamery
Speciální technika
Ceník
Aktivace produktů
Control Web online
Služby
Školení
Zakázková řešení
Podpora
Rady pro tvorbu aplikací


Hlavní stránka  Produkty  Programový systém Control Web  3D grafika a GPU computing

Syntéza živého panoramatického obrazu prostřednictvím GPU
 Vysoký výkon současných programovatelných grafických procesorů nám umožňuje realizovat panoramatické kamery na principech, které byly ještě velmi nedávno za možnostmi dostupné výpočetní techniky. Schopnost v reálném čase vyvářet kruhový 360-ti stupňový panoramatický obraz s vysokým počtem snímků za sekundu z několika kamer má nyní nový virtuální přístroj systému Control Web.

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.

Poznámka:

Jen pro úplnost — schopnost transformace obrazu z rybího oka nebo polosférického zrcadla mají i kamerové přístroje systému Control Web. Navíc mají i schopnost vytvořit tzv. virtuální objektiv a softwarově s ním pohybovat uvnitř polosférického obrazového pole.

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.

Odolné vojenské provedení kamerové panoramatické hlavy

Odolné vojenské provedení kamerové panoramatické hlavy

Poloautomatická kalibrace kamerové hlavy na měřicí stolici

Poloautomatická kalibrace kamerové hlavy na měřicí stolici

Náročná scéna s velmi blízkými i vzdálenými objekty a s kombinací prudkého slunce i temné místnosti ...

Náročná scéna s velmi blízkými i vzdálenými objekty a s kombinací prudkého slunce i temné místnosti ...

a scéna citlivá na vyvážení bílé

a scéna citlivá na vyvážení bílé

Kamery vidí i za velmi nízkého osvětlení (dvě stolní lampy v pozadí snímku)

Kamery vidí i za velmi nízkého osvětlení (dvě stolní lampy v pozadí snímku)

Ukázka obrazovky operátora dálkového monitorovacího systému

Ukázka obrazovky operátora dálkového monitorovacího systému

Přehledová obrazovka s obrazy ze čtyř kamerových hlav (stojících v interiéru různě vysoko a s různým natočením blízko vedle sebe) ve dne ...

Přehledová obrazovka s obrazy ze čtyř kamerových hlav (stojících v interiéru různě vysoko a s různým natočením blízko vedle sebe) ve dne ...

a v noci

a v noci

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

rc@mii.cz

 
 | O společnosti | Produkty | Podpora | Stažení software | Stažení dokumentů | 
Moravské přístroje, a.s., Masarykova 1148, Zlín-Malenovice, 76302